製紙中の黒液プロセスにおけるピロープレート熱交換器
黒液
黒液は、パルプ化が完了した後のクラフトパルプ化プロセスからの廃液です。これには、元の調理用無機元素のほとんどと、分解されて溶解した木材が含まれています。後者には、酢酸、ギ酸、サッカリン酸、他の多くのカルボン酸（すべてナトリウム塩として）、溶解したヘミセルロース（特にキシラン）、メタノール、および他の何百もの成分が含まれます。それは非常に複雑な混合物です。固形分15％で約7トンの黒液（パルプ1トンあたり全固形分で約10％の有機化学物質と5％の無機化学物質が生成されます。黒液は、燃焼する前に可能な限り高い固形分に濃縮する必要があります。熱回収を最大化するための回収ボイラー。粘度は50％を超える濃度で急速に上昇し、軟質黒液は広葉樹黒液よりも粘性が高くなります。黒液は通常、固形分65％〜70％で焼成されます。
基本的なプロセス要件
エネルギーの効率的な使用
黒液からの水蒸気の効率的な分離
メタノール、トール油石鹸の適切な分離
黒液の75-85％乾燥固形分への濃度
テクノロジー
黒液の固有の複雑な組成は、蒸発器のいくつかの相互依存する設計要件に変換されます。
蒸発プラントは、黒液を蒸発させるために効率的に熱を伝達する必要があります。
伝熱面でのスケールの形成を避けながら、そうしなければなりません。
蒸発プラントはまた、パルプミルと再苛性化エリアのニーズを満たすために十分にクリーンな凝縮液画分を生成する必要があります。これにより、ミルの淡水摂取量が大幅に削減されます。
揮発性成分とNCGは、焼却による安全な廃棄のために取り外して調整する必要があります。
蒸発器装置
黒液蒸発のために現在使用されている蒸発器装置には、2つの基本的なタイプがあります。
ライジングフィルムエバポレーター
ロングチューブバーティカル（LTV）蒸発器とも呼ばれるこの設計は、何十年にもわたって業界を支配しており、古い工場の操業では今でもよく見られます。
フォーリングフィルム（FF）エバポレーター
この蒸発器の設計は、伝熱面としてチューブまたはプレートのいずれかに依存しています。液は、管状ユニットの内側で処理されますが、プレート設計では伝熱面の外側で処理されます。
フォーリングフィルムエバポレーター 定義された量の液体が発熱体の上部に連続的に再循環される液体サンプで構成されます
次に、分配装置（通常、一部の設計ではトレイまたはスプレーノズル）が、加熱面全体に液体の流れを分配します。管状ユニットの穴またはプレートユニット用のスロットは、液がチューブシートまたはプレートに落下できるように配置されています。このタイプの設計では、液の分配でさえ重要な考慮事項であり、トレイとチューブシート（またはプレート要素）の両方がすべてである必要があります。水平になります。
分配装置に続いて、液体の薄膜が加熱面上に確立され、部分的に蒸発しながら下向きに流れて液体サンプに戻る。液体が加熱面上で乱流で落下するため、上昇フィルム設計よりも落下フィルム設計を使用する場合、特に高濃度では、熱伝達率が大幅に向上します。流下膜の設計では、液の予熱要件も効率的に達成されます。
フォーリングフィルム濃縮器これは、実際には、上記のFF蒸発器設計の高固形分サービスに適合したものです。本質的に、発熱体内の液膜から蒸発が起こるFF濃縮器は、液内で発生する高い過飽和レベルをもたらします。これにより、穏やかな結晶成長ではなく、過度の結晶核形成により、制御できないスケール形成が生じる可能性があります。
一部のFFコンセントレータの設計では、実際には加熱面でのスケールの形成を制御しようとはしていませんが、容量に悪影響を与えたり詰まりを引き起こしたりする前に、そのようなスケールを形成するよりも早く除去する手段を提供します。プレートおよび管状要素ユニットで一般的に使用されるクイックスイッチング設計は、製品液と洗浄位置の間で複数の濃縮器本体（または同じ本体内のチャンバー）を連続的に移動することにより、この戦略に依存しています。
別の設計アプローチでは、FFコンセントレータを低熱流束で動作させて、熱伝達中に液に発生する過飽和の量を減らします。この場合、熱伝達面積の単位あたりの動作ATと比蒸発の両方を減らすために、かなりの量の熱伝達面積とそれに見合った再循環率を提供する必要があります。
1Tの水を蒸発させることによって計算された従来の蒸発装置と比較した機械的蒸気再圧縮MVR蒸発器の消費量
| 名前 | 蒸気 | 電力 | 総費用（RMB） | ||
| 蒸発能力（kg / h） | 消費（T） | コスト（RMB） | 消費量（kw） | コスト（RMB） | |
| シングルエフェクトエバポレーター | 1.1 | 220 | 3 | 2.1 | 222.1 |
| ダブルエフェクトエバポレーター | 0.55 | 110 | 3 | 2.1 | 112.1 |
| スリーエフェクトエバポレーター | 0.4 | 88 | 3 | 2.1 | 90.1 |
| MVRエバポレーター | 0.02 | 4.4 | 30 | 21 | 25.4 |
80-85％の乾燥固形分を得る方法は？
二本鎖建材
アルカリ含有量が高いと、応力腐食割れ（SCC）が発生する可能性があります
液の保持時間
エバポレーターはLHTリアクターとしても機能します
粘度が高いため
熱媒体としてのMP蒸気
最終濃縮器の液温175℃
多重効用蒸発器および濃縮器
蒸発プラントは、世界中の設備で十分に証明されています。
プレエバポレーターからマルチエフェクトエバポレータートレインまで、さまざまな構成とモデルが利用可能であり、最も困難なパルプ工場や廃液プラントの蒸発ニーズにも対応できます。
マルチエフェクト蒸発器の主な利点は、高効率と信頼性のために実績のあるラメラ加熱面を利用することです。
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