لوحة وسادة من الفولاذ المقاوم للصدأ من أجل الخمور الأسود لإنتاج الورق

لوحة وسادة من الفولاذ المقاوم للصدأ من أجل الخمور الأسود لإنتاج الورق

المقدمة

عادة ما يكون الخمور الأسود الضعيف (WBL) من غسالات المخزون البني 13-18٪ TS.يجب تبخير معظم محتوى الماء هذا لإنتاج مادة بها مواد صلبة عالية بما يكفي لدعم الاحتراق الفعال في غلاية الاسترداد ، عادةً بين 65٪ و 80٪ TS.

أثناء التبخر إلى هذا المستوى من المواد الصلبة ، يتم إطلاق العديد من المكونات المتطايرة (مركبات الكبريت والميثانول وما إلى ذلك) من السائل ويجب فصلها عن المكثفات للسماح بإعادة استخدامها في خط الألياف وإعادة التكسية.من وجهة النظر هذه ، فإن محطة التبخير تعمل في الواقع كـ "مصنع مياه" داخل المصنع.يحتوي السائل الأسود أيضًا على جزء كبير من المركبات غير العضوية التي تصل ، أثناء عملية التبخر ، إلى حد قابليتها للذوبان ويمكن أن تترسب كمقياس على أسطح نقل حرارة المبخر مما يحد بشكل كبير من القدرة التشغيلية لمحطة التبخير وجزيرة الاسترداد بأكملها.

يترجم التركيب المعقد المتأصل للسائل الأسود إلى عدة متطلبات تصميم مترابطة للمبخرات:

يجب أن تقوم محطة التبخير بنقل الحرارة بكفاءة من أجل تبخر السائل الأسود.

يجب أن تفعل ذلك مع تجنب تشكيل القشور على أسطح نقل الحرارة.

يجب أن ينتج مصنع التبخير أيضًا أجزاء متكثفة نظيفة بشكل كافٍ لتلبية احتياجات مطحنة اللب ومنطقة إعادة التكوير ، وبالتالي تقليل استهلاك المياه العذبة للمطحنة بشكل كبير.

يجب إزالة المكونات المتطايرة و NCGs وتكييفها للتخلص الآمن من خلال الحرق.

معدات المبخر

هناك نوعان أساسيان من معدات المبخر المستخدمة اليوم لتبخير السائل الأسود:

ارتفاع مبخرات الفيلم

يشار إليه أيضًا باسم المبخر ذي الأنبوب الطويل (LTV) ، وقد هيمن هذا التصميم على الصناعة لعقود من الزمن ولا يزال مشهدًا شائعًا في عمليات المطاحن القديمة.

المبخرات ذات الأغشية المتساقطة (FF)
يعتمد تصميم المبخر هذا إما على الأنابيب أو الألواح كأسطح لنقل الحرارة.تتم معالجة الخمور داخل وحدات التنبيب ولكن على السطح الخارجي لسطح نقل الحرارة في تصميمات الألواح.

تتكون مبخرات FF من حوض سائل يتم منه إعادة تدوير حجم محدد من السائل باستمرار إلى أعلى عنصر التسخين
يقوم جهاز التوزيع ، عادة ما يكون عبارة عن صينية أو فوهة رش في بعض التصميمات ، بتوزيع تدفق السائل على سطح التسخين بالكامل.يتم وضع الثقوب الموجودة في الوحدات الأنبوبية أو الفتحات الخاصة بوحدات الألواح للسماح للسائل بالسقوط على ورقة الأنابيب أو الألواح. كن على مستوى.
بعد جهاز التوزيع ، يتم إنشاء غشاء رقيق من السائل على أسطح التسخين ويتدفق إلى أسفل إلى حوض السائل بينما يتم تبخيره جزئيًا.تعد معدلات نقل الحرارة أفضل إلى حد كبير ، خاصة عند التركيزات العالية ، عند استخدام تصميمات الأغشية المتساقطة على تصميمات الأفلام المرتفعة نظرًا لأن السائل يسقط بشكل مضطرب فوق سطح التسخين.يتم أيضًا تحقيق أي متطلبات للتسخين المسبق للخمور بكفاءة في تصميم الفيلم المتساقط.

المكثفات

يشير هذا المصطلح إلى فئة من تصميمات المبخر المصممة خصيصًا لمعالجة المسألتين المرتبطين بمعالجة السائل الأسود بتركيزات عالية:

1- ترسيب مكونات مفرطة التشبع من الخمور

في مرحلة ما ، عادةً ما تكون نسبة الكبريتات القابلة للذوبان في الماء وأملاح الصوديوم الكربونية حوالي 50-55٪ TS تتجاوز حدود قابليتها للذوبان وتبدأ في الترسب من السائل الأسود الذي يتم تبخيره.بوركيت الملح المزدوج هو أول ما يترسب في عملية التركيز بينما يصل ثنائي كربونات ، وهو ملح آخر ثنائي الصوديوم ، إلى حد الذوبان في وقت لاحق ، حوالي 60٪ TS. السيطرة على عملية الترسيب هذه هي مشكلة تبلور ، وتحقيق تركيزات أعلى يتطلب ذلك التبخر يتم تصميم المعدات كمبلورات للسماح بتكوين هذه الأملاح في الجزء الأكبر من السائل ، وليس كمقياس على أسطح نقل الحرارة.

2. ارتفاع لزوجة الخمور

مع زيادة تركيزه ، يتغير السلوك الريولوجي للسائل الأسود من سائل نيوتوني إلى سائل بلاستيكي زائف شديد اللزوجة.تُترجم هذه اللزوجة العالية إلى ضعف نقل الحرارة في المكثفات (انخفاض عدد رينولدز وبالتالي انخفاض الاضطراب) ولكنها تمثل أيضًا عائقًا لنمو البلورات داخل الجزء الأكبر من السائل.بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون تخزين السائل المركز ، خاصة إذا كان أعلى بكثير من 75٪ TS ، في خزان مضغوط من أجل الحفاظ على القدرة على ضخ السائل إلى الغلاية بالإضافة إلى أنماط الرش المناسبة.لمعالجة قضايا اللزوجة هذه ، عادة ما يتم تشغيل مكثفات السائل الأسود في درجات حرارة مرتفعة إلى حد كبير ، ويصبح التحكم المناسب في درجة حرارة السائل تحت ظروف تشغيل مختلفة معلمة حاسمة للتصميم حيث أن مجرد زيادة 20 درجة فهرنهايت في درجة حرارة السائل يمكن أن تترجم إلى انخفاض في اللزوجة 50٪ في بعض الحالات.

يعمل التشغيل في درجات حرارة مرتفعة على تعزيز تكسير معقدات الكالسيوم العضوية الموجودة في السائل ، ونتيجة لذلك ، يزداد خطر ترسيب كربونات الكالسيوم على أسطح نقل الحرارة بشكل كبير.يمكن أن يحدث أيضًا ترسيب المركبات الأخرى غير القابلة للذوبان في الماء ، مثل أملاح السيليكا والأكسالات إذا كانت موجودة في السائل ، في درجات الحرارة المرتفعة هذه ، مما يزيد من خطر تحجيم وحدات المكثف.

يمكن أن تقلل المعالجة الحرارية للسائل قبل المكثف لزوجة السائل بشكل دائم عن طريق التكسير الحراري للليغنين الطويل والمركبات العضوية الأخرى المسؤولة عن لزوجة السائل.تتم هذه المعالجة عادةً في مفاعل مستمر يعمل بضغط ودرجة حرارة مرتفعين (أعلى من 350 درجة فهرنهايت).يجب توفير أكثر من 30 دقيقة من وقت المكوث في المفاعل لتحقيق الحد الأقصى من تقليل اللزوجة.

مكثفات سقوط الفيلمهي بالفعل تكيف لخدمة المواد الصلبة العالية لتصميم مبخر FF الذي تمت مناقشته أعلاه.بطبيعتها ، تؤدي مكثفات مرشح النيتروجين ، حيث يحدث التبخر من غشاء سائل داخل عنصر التسخين ، إلى مستويات عالية من التشبع الفائق يتم تطويرها داخل السائل.يمكن أن يؤدي هذا إلى تكوين مقياس غير متحكم فيه بسبب التنوي البلوري المفرط بدلاً من النمو البلوري اللطيف.

في الواقع ، لا تحاول بعض تصميمات مكثف FF حتى التحكم في تكوين المقياس على أسطح التسخين ، ولكنها توفر وسيلة لإزالة هذا المقياس بشكل أسرع مما يتشكل وقبل أن يؤثر سلبًا على السعة أو يؤدي إلى الانسداد.تعتمد تصميمات التبديل السريع ، المستخدمة بشكل شائع مع وحدات الألواح والعناصر الأنبوبية ، على هذه الاستراتيجية من خلال تحريك أجسام مُكثِّف متعددة (أو غرف داخل نفس الجسم) باستمرار بين سائل المنتج ومواضع الغسيل.

إعادة ضغط البخار الميكانيكي MVR استهلاك المبخر مقارنة بمعدات التبخير التقليدية المحسوبة عن طريق تبخير 1T من الماء

صورة مفصلة

صورة منشأة