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Schwarzer Alkohol-Verdampfung: Entwurf und Operation

Anforderung

Die inhärente komplexe Zusammensetzung des schwarzen Alkohols übersetzt in einige voneinander abhängige Entwurfsanforderungen für die Verdampfer:
Die Eindampfanlage muss Hitze für die Verdampfung des schwarzen Alkohols leistungsfähig übertragen.
Es muss so tun bei der Vermeidung von Skalabildung auf den Wärmeaustauschflächen.
Die Eindampfanlage muss cleancondensate auch genug produzieren in Bruchteile zerlegt, um den Bedarf des Zellstoffwerks und des recausticizing Bereichs zufriedenzustellen und die Süßwasseraufnahme der Mühle so groß verringern.
Flüchtige Komponenten und NCGs müssen für sichere Beseitigung über Einäscherung entfernt werden und bedungen werden.

Verdichter
Ein spezielles von Verdampferentwürfen führte speziell aus, um die zwei Fragen anzusprechen, die mit der Verarbeitung des schwarzen Alkohols bei hohen Konzentrationen verbunden sind:

1.Precipitation von übersättigten Komponenten vom Alkohol
Zu einem bestimmten Zeitpunkt gewöhnlich um 50-55%TS, übersteigen wasserlösliches Sulfat und Karbonatsnatriumsalze ihre Löslichkeitsgrenzen und fangen an, vom schwarzen Alkohol herbeizuführen, der verdunstet wird. Das doppeltes Salz burkeite ist das im Konzentrationsprozeß herbeizuführen erste, während Dikarbonat, ein anderes Natriumdoppeltes Salz, seine Löslichkeitsgrenze später erreicht, um 60%TS.Control dieses Niederschlagprozesses ist ein Kristallisationsproblem, und das Erzielen von höheren Konzentrationen erfordert, dass Verdampfungsausrüstung als Kristallisatoren entworfen ist, um diese Salze sich in der Masse des Alkohols bilden zu lassen, und nicht als Skala auf den Wärmeaustauschflächen.

2. Hohe Alkoholviskosität
Als seine Konzentrationszunahmen rheologische Verhaltenänderungen des schwarzen Alkohols von einer newtonischen Flüssigkeit an einer pseudo- Plastikflüssigkeit extrem zähflüssig. Solche hohen Viskositäten übersetzen in schlechte Wärmeübertragung in den Verdichtern (niedrige niedrige Turbulenz Reynolds-Zahl folglich) aber stellen auch eine Behinderung zum Kristallwachstum innerhalb der Masse des Alkohols dar. Darüber hinaus möglicherweise Lagerung des starken Alkohols, besonders wenn gut über 75%TS, muss in einem unter Druck gesetzten Behälter sein, um die Fähigkeit beizubehalten, den Alkohol zum Kessel sowie zu den richtigen Strahlbildern zu pumpen. Um diese Viskositätsfragen anzusprechen, werden Verdichter des schwarzen Alkohols gewöhnlich bei im Wesentlichen erhöhten Temperaturen bearbeitet und richtige Steuerung der Alkoholtemperatur unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen wird ein kritischer Parameter des Entwurfs als bloße 20 °F Zunahme der Alkoholtemperatur kann in eine Viskositätsreduzierung von 50% in einigen Fällen übersetzen.
Operation bei erhöhten Temperaturen erhöht die Aufschlüsselung von den Kalzium-organischen Komplexen, die im Alkohol vorhanden sind und infolgedessen wird das Risiko des Niederschlags des Calciumcarbonats auf den Wärmeaustauschflächen im Wesentlichen erhöht. Niederschlag anderer wasserunlöslicher Mittel, wie Silikon- und Oxalatsalze, wenn Geschenk im Alkohol, bei diesen höheren Temperaturen auch auftreten kann, das Risiko der Skalierung der Verdichtereinheiten erhöhend.
Wärmebehandlung des Alkohols vor dem Verdichter kann die Alkoholviskosität dauerhaft verringern, indem sie des langen Lignins und anderer organischer Verbindungen Kracken, die für die Alkoholviskosität verantwortlich sind. Solche Behandlung findet gewöhnlich in einem ununterbrochenen Reaktor statt, der am Hochdruck und an der Temperatur (über 350°F) betrieben wird. Über 30 muss Minute Verweilzeit im Reaktor zur Verfügung gestellt werden, um maximale Viskositätsreduzierung zu erzielen.

Zwei Arten Verdichter des schwarzen Alkohols sind heute gebräuchlich und die können als Entwürfe des Rieselfilmes (FF) und des Zwangsumlaufs (FC) breit klassifiziert werden.

Mechanischer Dampf-Rekompression MVR-Verdampferverbrauch verglichen mit der traditionellen Verdampfungsausrüstung berechnet durch die Verdunstung des Wassers 1T

Rieselfilmverdichter

Rieselfilmverdichter sind wirklich eine Anpassung für hohe Körper, die Service des FF-Verdampferentwurfs sich oben besprach. Von Natur aus FF-Verdichter, wo Verdampfung von einem Alkoholfilm innerhalb des Heizelementergebnisses in den hohen Übersättigungsniveaus stattfindet, die innerhalb des Alkohols sich entwickelt werden. Dieses kann die unbeaufsichtigte Skalabildung ergeben wegen der übermäßigen Kristallkernbildung eher als leichtes Kristallwachstum.

Zwangsumlaufverdichter

Zwangsumlaufverdichter sind herum seit den fünfziger Jahren gewesen und werden gut im Service des schwarzen Alkohols nachgewiesen. Der Entwurf besteht ofa Wärmetauscher und eine grelle Kammer des Dampfes/des Alkohols, die miteinander durch eine Umlaufsschleife angeschlossen wird.