FI122534B - Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi - Google Patents
Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI122534B FI122534B FI20070812A FI20070812A FI122534B FI 122534 B FI122534 B FI 122534B FI 20070812 A FI20070812 A FI 20070812A FI 20070812 A FI20070812 A FI 20070812A FI 122534 B FI122534 B FI 122534B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- meadow
- evaporation
- stage
- unit
- evaporation plant
- Prior art date
Links
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims description 85
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title claims description 84
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 37
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 28
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011552 falling film Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000404883 Pisa Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/26—Multiple-effect evaporating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/06—Evaporators with vertical tubes
- B01D1/065—Evaporators with vertical tubes by film evaporating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/28—Evaporating with vapour compression
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/10—Concentrating spent liquor by evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
JÄRJESTELY MUSTALIPEÄN HAIHDUTTAMISEKSI
Esillä oleva keksintö koskee järjestelyä sellutehtaan mustalipeän haihduttamossa, jossa mustalipeän alkuhalhdutus toteutetaan uudella tavalla käyttäen höyrynpuristushaihdutus-5 ta.
Talteenottokattilassa tapahtuvaa polttoa varten mustalipeä väkevöidään useimmiten mo-nivaihehaihduttamossa. Vaiheitten numerointi perustuu niiden käyttöhöyryn kulun mukaiseen järjestykseen. Tavallisimmin halhduttamo toimii niin, että korkeimmassa paineessa 10 olevaan haihduttimeen syötetään lämmönlähteeksi esim. tuorehöyryä, joka kiehuttaa haihduttimen liemipuolella olevaa nestettä, jolloin syntyy höyryä, jonka paine on alhaisempi kuin haihduttimen höyrypuolelle tuodun höyryn paine. Syntynyt höyry käytetään lämmittämään seuraavaksi alhaisemmassa paineessa olevaa haihdutinta lipeän virratessa haihduttamon läpi vastavirtaan lämmityshöyryyn nähden. Vastaavasti kolmosvaihees-15 sa, nelosvaiheessa jne. tapahtuu sama prosessi, kunnes höyryn virtauksen suhteen viimeisestä vaiheesta poistuvan höyryn paine ja lämpötila ovat niin alhaiset, ettei teknisesti ja kokonaistaloudellisesti kannata jatkaa. Höyry, jolla on alhaisin paine, yleensä lauhdutetaan lauhduttimessa vedellä tai ilmalla. Tyypillisesti haihduttamossa on 5-7 vaihetta. Eräs tavanomainen haihdutusyksikkötyyppi on ns. laskeva kalvo (falling film)-haihdutin, 20 jossa lipeä syötetään valumaan lämmityselementin pintaa pitkin alaspäin ohuena kalvona, jotta lämmitysteho saadaan suureksi.
Mustalipeän konsentroinnissa polttoa varten on käytetty myös höyrypuristushaihdutusta (VCE), mitä myös mekaaniseksi höyryn uudelleenpuristamiseksi (MVR) kutsutaan, jossa 25 liuoksesta haihdutetun höyryn paine ja siten myös kyllästymislämpötilaa nostetaan höyryllä ejektorin avulla tai mekaanisesti kompressorilla tai puhaltimella niin korkeaksi, että tätä höyryä voidaan käyttää saman vaiheen lämmityshöyrynä. Puristus on välttämätöntä nostamaan höyryn kyllästymislämpötilaa riittävän lämpötilaeron aikaansaamiseksi haih-dutusvaiheen yli. Kyllästyslämpötilan nousun täytyy olla suurempi kuin kiehumispisteen 30 nousu. Koska kompressorin tai puhaltimen tehon tarve on suhteellinen paineen nousuun, niin höyryn puristushaihdutusta on eniten käytetty silloin kun kiehumispisteen nousu on alhainen. Mekaanisen höyryn puristuksen rajoittavana tekijänä mustalipeän haihdutuksessa on mustalipeän kiehumispisteen nousu. Mustalipeän kuiva-ainepitoisuuden kohotessa kiehumispisteen nousu kasvaa nopeasti ja vähentää käytettävissä olevaa lämpöti-35 laeroa. Käytännössä puhallinhaihduttimien käyttö suifaattiselluteollisuudessa rajoittuu 2 esihaihduttimiin. joissa lipeää haihdutetaan noin 20 - 25 %:n kuiva-ainepitoisuudessa. Esihaihdutusta seuraa tyypillisesti edellä kuvattu monivaihehaihdutus mustalipeän kuiva-aineen kohottamiseksi talteenottokattilassa tapahtuvaa polttoa varten edulliseen kuiva-ainepitoisuuteen, tyypillisesti 75-85 %, jopa 90 %. Puristushaihduttimiksi soveltuvat tyy-5 pillisesti laskevakalvohaihduttimet, koska ne toimivat tehokkaasti myös pienillä lämpötilaeroilla.
Höyrypuristushaihdutuksen taloudellinen käyttökelpoisuus riippuu siitä, että sähköenergian hinta on riittävän alhainen saatavan lämpöenergian hintaan verrattuna. Tämän haih-10 dutustavan etuna on ettei ulkopuolista höyrylähdettä tarvita.
Fl-patenttijulkaisussa 51835 on kuvattu haihduttamo, jossa esimerkiksi mustalipeä haihdutetaan ensin höyrynpuristushaihduttamossa, jossa haihduttimesta poistettavia höyryä puristetaan kompressorilla ja palautetaan samaan vaiheeseen lämmönlähteeksi. Toises-15 sa haihdutusvaiheessa lipeää väkevöidään edelleen käyttäen lämmitysväliaineena höy-rynpuristushaihduttimesta poistetusta lauhteesta erotettua höyryä.
Fl-patenttijulkaisussa 118131 on esitetty sovitelma mustalipeän monivaihehaihduttamon kapasiteetin nostamiseksi siten, että ainakin yhden haihdutusvaiheen poistohöyryn pai-20 netta nostetaan kompressorilla tai puhaltimella. Korkeampipaineinen höyry johdetaan seuraavaan haihdutusvaiheeseen lämmitysväliaineeksi, joten kyseessä ei ole ns. höy-rynpuristushaihdutus..
Koska lisäpolttoaineen ja vihreän sähkön - millä yleisesti tarkoitetaan muulla kuin fossiili-25 sella polttoaineella tuotettua sähköä - hinnat kasvavat jatkuvasti, tulevat erilaiset laitos-ratkaisut, joilla vähennetään tehtaan höyrynkulutusta, yhä enenevässä määrin taloudellisesti kannattaviksi. Kun höyryn kulutusta vähennetään, tehdastaseessa joko säästyy li-säpolttoainetta tai tehtaan turbiinin lauhdeosaan riittää enemmän höyryä sähkön tuottoon. Sellutehtaat pyrkivätkin myymään enemmän sähköä ulos lisääntyneen taloudellisen 30 edun takia.
Mekaanisen höyrynpuristusesihaihduttamon, jota puhallinta käytettäessä voidaan kutsua myös puhallinesihaihduttamoksi, energian kulutus verrattuna esim. 7-vaiheiseen sarja-haihduttamoon on rahaksi asti laskettuna on usein jopa 70 % alhaisempi. Aiemmin pu-35 hallinesihaihduttamoita on sulfaattisellutehtaassa käytetty lähinnä haihduttamon lisäka- 3 pasiteetin hankkimiseksi. Ainoastaan osa tarvittavasta kokonaishaihdutuksesta voidaan tehdä puhallinesihaihtuttamolla, sillä haihdutettavan lipeän liian korkea kuiva-ainepitoisuus nostaa kiehumispisteen kohoamaa ja edellyttää puhaltimelta tai kompressorilta suurta paineenkorotusta, joka kasvattaa energiankulutusta.
5
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota entistä sekä laiteteknisesti että taloudellisesti edullisempi tapa kytkeä höyrynpuristushaihdutus sinänsä tunnettuun mustalipeän monivaihehaihduttamoon.
10 Näiden tarkoitusperien saavuttamiseksi esillä oleva keksintö koskee järjestelyä mustalipeän haihduttamiseksi, johon kuuluu ainakin höyrynpuristushaihduttamo, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtopintayksikön ja höyryn paineenkorotuslaitteen, ja monivai-hesarjahaihduttamo, jonka kussakin haihdutusvaiheessa on ainakin yksi lämmönsiirtopin-tayksikkö, ja jossa on yhteitä mustalipeän johtamiseksi haihdutuslämmönsiirtoyksiköstä 15 toiseen sekä yhteitä höyryn syöttämiseksi kuhunkin yksikköön ja mustalipeän haihdutuksessa muodostetun höyryn poistamiseksi sieltä. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle järjestelylle on se, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaih-duttamon yksikkö on kytketty siten, että niissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan, joka on kytketty ainakin höyryn paineenkorotus-20 laitteeseen osan höyrystä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi paineenkorotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi. Edullisesti yhteinen tila on kytketty lisäksi yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen.
25 Keksintö toteutetaan siten että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon haihdutinyksikkö on järjestetty saman vaippa-astiaan eli samaan haihdu-tuslaitteeseen. Tällöin samassa laitteessa on kaksi lämmönsiirtopintayksikköä, joissa toisessa lämmityshöyrynä on monivaihehaihduttamon edellisessä vaiheessa syntynyt höyry ja toisessa höyryn paineenkorotuslaitteelta tuleva höyry. Kun lipeä haihtuu lämmönsiirto-30 yksiköiden ulkopinnalla, niin haihdutuksessa muodostunut höyry tulee samaan vaipan rajaamaan tilaan ja poistetaan tyypillisesti vaipassa, tyypillisesti sen yläosassa, olevan yhteen tai yhteiden kautta. Osa tästä höyrystä käytetään seuraavassa, alemmassa paineessa olevassa haihdutusvaiheessa ja osan höyrystä paine korotetaan ja palautetaan lämmityshöyryksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön.
35 4 Lämmönsiirtopintayksikkönä käytetään edullisesti laskevakalvohaihdutinlaitetta, jossa haihdutuspinnan muodostaa joukko lamelleja tai putkia. Edullisesti haihdutettava lipeä virtaa lamellien ulkopinnalla tai putkien sisäpinnalla, kun taas lämmityshöyry johdetaan 5 lamellien sisään tai putkien ulkopuolelle. Esimerkiksi levytyyppisissä laskevakalvo- lamellihaihduttimissa haihdutuspinta on melkein koko tai koko pystysuoran pinnan osuudelta kosketuksissa ympäröivään höyrytilaan, jolloin lämmönsiirtoelementtien väliin jää vapaata tilaa niiden pinnalla syntyneen höyryn päästämiseksi. Vapaasti valuvan laskevan kalvon periaatteella toimivassa haihduttimessa höyry virtaa vapaasti vaippa-astian määrittämään 10 tilaan, jonka astian sisällä lämmönslirtoelementtiyksiköt ovat. Syntynyt höyry virtaa oleellisesti pystysuoraan ylöspäin lämmönsiirtoelementtiyksiköiden ja vaippa-astian seinämän välisessä vapaassa tilassa vaippa-astian yläosaan. Höyry normaalisti kerätään pisa-ranerottimeen ja annetaan sen virrata astian yläosasta ulos. Monivaihesarjahaihduttamon kussakin haihdutusvaiheessa on yksi vaipan sisään järjestetty lämmönsiirtopintayksikkö 15 tai useampi rinnakkain kytketty vaipan sisään järjestetty lämmönsiirtopintayksikkö.
Höyryn paineenkorotuslaitteena on puhallin tai kompressori.
Keksinnön mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikköjä yksi monivaihesarjahaihdut-20 tamon yksikkö on järjestetty saman vaipan sisään eli yhteen haihdutuslaitteeseen. Tällöin samassa laitteessa on kaksi lämmönsiirtopintayksikköä, joissa toisessa lämmityshöyrynä on monivaihehaihduttamon edellisessä vaiheessa syntynyt höyryjä toisessa höyryn pai-neenkorotuslaitteelta tuleva höyry. Yksiköissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet toisiohöyryt johdetaan samaan yhteiseen tilaan, joka on haihdutuslaitteen to-25 siohöyrytila ja josta ne erään suoritusmuodon mukaan poistetaan yhdessä saman yhteen kautta. Tämä poistoyhde on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvai-heeseen, jonne osa höyrystä viedään suoraan lämmityshöyryksi. Mainittu poistoyhde on kytketty lisäksi paineenkorotuslaitteeseen höyryn paineen korottamiseksi ja osan höyryistä palauttamiseksi paineenkorotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön 30 lämmityshöyryksi.
Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty saman vaipan sisään siten että yhteinen toisiohöyrytila on jaettu osittain väliseinällä niin että väliseinässä on aukko tai 35 aukkoja paineen tasaamiseksi väliseinän vaipan sisään muodostamien osien välillä. Yh- 5 teisen höyrytilan jakamisen tarkoituksena osittain yhdistetyksi höyrytilaksi on tehostaa likaislauhteen erotusta. On tunnettua että:
Kun syöttö- tai laihalipeää ensimmäisen kerran haihdutetaan, siitä kiehuu ensin suuri määrä aineita (mm. metanolia), joiden kiehumispiste on alhaisempi kuin vedellä. Kun 5 nämä höyryt, yhdessä vesihöyryn kanssa johdetaan kompressorin tai puhaltimen kautta lämmitysväiiaineeksi saman vaiheen haihdutuslämpöpinnayksikön tai sarjahaihdutta-mossa seuraavan vaiheen lämmityshöyrypuolen alaosaan, niin ylösvirratessaan seoksesta lauhtuu ensin pääasiassa vettä ja yläosaa lähestyttäessä ja vesihöyryn osapaineen laskiessa yhä enemmän muita höyryjä. Lämmönsiirtopinnan loppuosasta (ns. lauhteen 10 segregointiosa) erikseen kerättyyn lauhteeseen ovat rikastuneet helposti haihtuneet aineet (kuten metanoli) ja tätä lauhdetta kutsutaan likaislauhteeksi.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan mainittu höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty eri vaippa-astioiden sisään.
15 Niissä muodostuneiden toistohöyryjen poisto vaipoista on järjestetty yhteiseen tilaan, mi kä tila on kytketty höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä palauttamiseksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi. Tila on edullisesti kytketty myös yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdu-tusvaiheeseen. Erään tavan mukaan kummassakin vaipassa on poistoyhde, jotka vaip-20 pojen ulkopuolella yhtyvät yhdeksi tilaksi, joka on kytketty sekä höyryn paineenkorotuslaitteeseen että monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen. Poisto-yhteiden kytkentä voidaan toteuttaa myös niin että toisen vaippa-astian höyrynpoistoyhde on kytketty toisen vaippa-astian höyrytilaan, mikä toimii yhteisenä tilana ja mistä toisto-höyryt viedään osittain höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä palauttamiseksi 25 höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi ja osittain suoraan toiseen mo-nivaihehaihduttamon vaiheeseen lämmityshöyryksi.
Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhtumattomien kaasujen poisto eli kaasaus hoidetaan monivaihehaihdut-30 tamon vastaavilla laitteilla.
Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhteiden poisto ja käsittely hoidetaan monivaihehaihduttamon tähän tarkoitukseen olevilla laitteilla.
35 6
Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti yksityiskohtaisesti höyrynpuristushaihduttamoyksikön järjestelyä monivaihehaihduttamon yksikön yhteydessä keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan, 5 kuvio 2 esittää kaaviomaisesti höyrynpuristushaihduttamon ja monivaihehaihduttamon kytkentää eräällä keksinnön mukaisella tavalla, ja kuvio 3 esittää kaaviomaisesti keksinnön erästä toista edullista järjestelyä.
Kuviossa 1 on esitetty haihdutuslaite, jonka vaipan 2 sisään on järjestetty höyrynpuris-10 tushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopin-tayksikkö 3, jotka toimivat laskevakalvo-periaatteella. Tässä suoritusmuodossa lämmön-siirtopintayksiköt muodostuvat joukosta lamelleja, joiden sisäosaan syötetään lämmitys-höyry ja haihdutettava lipeä virtaa niiden ulkopinnalla. Tällöin lipeää lämmitetään siten epäsuoralla kosketuksella lämmönsiirtoelementtien sisällä olevan höyryn kanssa. Lamellien 15 sijasta voidaan käyttää myös putkia, jolloin lipeä voi virrata niiden sisäpinnalla.
Haihdutettava mustalipeä, syöttölipeä tai lipeä aikaisemmasta haihdutusvaiheesta, syötetään putkea 5 pitkin haihdutinlaitteen alaosaan, josta lipeä pumpataan pumpulla 6 putkea 7 pitkin lämmönsiirtoyksiköiden yläpuolella olevaan jakolaitteeseen 19. Jakolaitteessa 20 olevien aukkojen tai vastaavien kautta lipeä virtaa lamellien ulkopinnalle, jossa lipeän haihtumista tapahtuu. Haihdutettavaa lipeää poistetaan seuraavaan haihdutusvaihee-seen linjaa 13 pitkin. Monivaihehaihduttamon lämmönsiirtoyksikköön tuodaan lämmitys-väliaineeksi tyypillisesti höyryä putken 8 kautta edellisestä haihdutusvaiheesta, joka toimii korkeammassa paineessa. Höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikköön 25 4 tuodaan lämmitysväliaineeksi höyryä kompressorilta 9 linjan 12 kautta.
Koska höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 3 sijaitsevat samassa vaipassa 2, niin niiden ulkopinnalla mustalipeästä haihtuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan, minkä tässä suoritusmuo-30 dossa muodostaa vaippa-astian yläosa 18. Siihen on liitetty putkiyhde tai kanava 10. Putkeen 10 on järjestetty höyryn paineenkorotuslaite 9, joka tyypillisesti on kompressori tai puhallin. Paineenkorotuslaitteessa 9 höyryn painetta nostetaan sellaiseksi, että se voidaan palauttaa lämmityshöyryksi takaisin samaan vaiheeseen, sen höyrynpuristusläm-mönsiirtopintayksikköön 4. Putkeen 10 liittyy myös haaraputki 11, jonka kautta osa haih- 7 ! duttimesta 1 poistetusta höyrystä viedään lämmitysväliaineeksi toiseen haihdutusvaihee- seen.
Lämmönsiirtopintayksiköissä 3 ja 4 lämmityshöyryt muodostavat lauhdetta, jotka poiste-S taan putkia 15 ja 16 pitkin paisuntasäiliöön, ja sieltä edelleen linjaa 17 pitkin monivaihe-haihduttamon lauhteen käsittelyyn. Mainituissa yksiköissä muodostuneet lauhtumattomat kaasut poistetaan myös yhteistä linjaa pitkin jatkokäsittelyyn.
Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on se että voidaan tunnettuja kytkentöjä paremmin 10 käyttää hyväksi monivaihehaihduttamon laitteistoja, kuten lipeän ja höyryn siirtoputkisto-ja, lauhdejärjestelmää ja tyhjöjärjestelmää.
Kuviossa 2 on esitetty mustalipeän 7-vaiheinen monivaihesaijahaihduttamo. Tässä tapauksessa haihduttamo käsittää peräkkäisiä vaihetta 1-7, jotka toimivat peräkkäisesti alenevissa 15 paineissa ja lämpötiloissa höyryn kulkusuunnassa. Lipeän loppuhaihdutusvaiheessa 1 ovat portaat 1A ja 1B. Kuviossa 2 esitetyt haihduttimet ovat laskevakalvolamellihaihduttimia, mutta myös muita lipeän haihduttamiseen soveltuvia haihduttimia voidaan käyttää tässä tapauksessa. Kuviossa 2 on käytetty soveltuvin osin samoja viitenumerolta kuin kuviossa 1.
20 Haihduttamista varten haihdutusvaiheen 1 portaisiin 1A ja 1B syötetään tyypillisesti tehtaan tuorehöyryä kanavaa 30 pitkin niin, että se lämmittää mustalipeää ja samalla lauhtuu. Haih-dutusvaiheessa 1 mustalipeästä erottuu höyryä, mikä viedään lämmityshöyryksi vaiheeseen 2 kanavaa 31 pitkin. Haihdutusvaiheessa 2 puolestaan erottuu haihdutusvaihetta 1 matalammassa lämpötilassa olevaa höyryä, joka edelleen johdetaan seuraavaan haihdutusvai-25 heeseen 3 kanavan 32 kautta. Vastaavalla tavalla haihdutusvaiheissa 3, 4, 5 ja 6 mustalipeästä erottunut toisiohöyry viedään aina seuraavaan haihdutusvaiheeseen 4, 5, 6 ja 7, vastaavasti, mustalipeää lämmittämään ja haihduttamaan.
Laihalipeä (syöttölipeä) tuodaan vaiheeseen 4, josta se virtaa vaiheeseen 7. Lipeä vaihees-30 ta 7 tuodaan haihtumaan vaiheeseen 6 linjan 40 kautta ja edelleen vaiheeseen 5 linjan 41 kautta välilipeän 42 muodostamiseksi. Välilipeä johdetaan edelleen vaiheeseen 3, josta lipeä viedään haihdutusvaiheen 2 kautta loppuhaihdutukseen 1, jossa on kaksi lipeän puolelta sarjaan kytkettyä porrasta IA ja IB. Lipeä haihtuu ensin portaassa IB, josta se johdetaan portaaseen IA lipeän haihduttamiseksi korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen, so. noin 75-90 %. 35 Väkevä polttolipeä poistuu linjan 43 kautta polttoon.
8
Viimeisessä vaiheessa 7 tuotettu höyry viedään linjan 33 kautta haihduttamon tyhjösys-teemiin, missä se mm. lauhdutetaan jäähdytysveden avulla pintalauhduttimessa (tyhjö-lauhduttimessa) (ei esitetty).
5
Monivaihesarjahaihduttamon mustalipeän virtaussuunnan suhteen ensimmäisessä haihdu-tusvaiheessa on kytkettynä esillä olevan keksinnön mukaisesti hoyrynpuristushaihduttamo. Kytkentä on samanlainen, mikä on esitetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 1. Vaiheessa 4 on höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4' ja monivaihehaihduttamon 10 lämmönsiirtopintayksikkö 3, jotka toimivat laskevakalvo-periaatteella ja jotka ovat samassa vaipassa. Syöttölipeä 5 tuodaan haihdutusvaiheen 4 haihdutuslaitteen pohjaosaan, josta lipeä pumpataan jakolaitteen kautta lämmönsiirtopintayksiköiden 3 ja 4' ulkopinnoille, jota alaspäin virratessaan lipeästä haihtuu höyryä. Haihdutuksessa muodostunut toi-siohöyry poistetaan haihduttimen yläosasta yhteen 10 kautta. Osa höyrystä viedään höy-15 ryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen 5. Osa höyrystä taas johdetaan yhteeseen 10 järjestetyn paineenkorotuslaitteeseen 9, jossa höyryn painetta nostetaan niin että tämä höyry voidaan palauttaa lämmitysväliaineeksi vaiheen 4 höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikköön 4'. Lämmönsiirtoyksiköissä syntyneet lauhteet 17 JA 23 voidaan käsitellä monivaihehaihduttamon lauhteenkäsittelyjärjestelmässä.
20
Kuvio 3 on esitetty vaihtoehtoinen rakenne kuvion 1 mukaiselle suoritusmuodolle. Kuviossa 3 - jossa on käytetty soveltuvin osin samoja viitenumerolta kuin kuvioissa 1 ja 2 - höyrynpuristushaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 4 ja monivaihehaihduttamon lämmönsiirtopintayksikkö 3 on erotettu kevyellä väliseinällä 20. Yksiköissä muodostunut toisiohöyry 25 tulee samaan tilaan, koska väliseinä on varustettu aukolla 21 tai aukoilla paineen tasaamiseksi väliseinän 20 molemmin puolin. Tämä rakenne tehostaa likaislauhteen erotusta.
Laiha syöttölipeä tuodaan linjaa 5 pitkin haihdutusyksikköön vaippa-astian 2 pohjalle, josta se pumpulla 6’ pumpataan linjan 7’ kautta höyrynpuristuslämmönsiirtopintayksikön 4 30 yläpuolella olevaan jakolaitteeseen. Lipeä valuu mainitun lämmönsiirtoyksikön 4 ulkopintaa alaspäin, ja väkevöity lipeä poistetaan linjan 25 kautta sopivaan haihdutusvaiheeseen. Muodostunutta toisiohöyryä johdetaan vaipan yläosassa olevan yhteen 10" kautta paineenkorotuslaitteeseen 9. Höyry, jolla on korotettu paine, tuodaan linjaa 12 pitkin lämmönsiirtoyksikön 4 sisäosan alaosaan, jossa se virtaa ylöspäin. Ylösvirratessaan höyrys-35 tä lauhtuu ensin pääasiassa vettä ja yläosaa lähestyttäessä ja vesihöyryn osapaineen i 9 laskiessa yhä enemmän muita höyryjä. Lämmönsiirtopinnan loppuosasta, joka on erotettu lyhyellä väliseinällä 22 (ns. lauhteen segregointiosa), erikseen kerättyyn lauhteeseen rikastuvat helposti haihtuneet aineet (kuten metanoli). Tätä lauhdeosaa kutsutaan likais-lauhteeksi, joka poistetaan linjaa 23 pitkin.
5
Vaippa-astiassa 2 olevaan monivaihehaihduttamon lämmönsiirtoyksikköön 3 tuodaan lipeää toisesta haihdutusvaiheesta linjan 26 kautta. Lipeä viedään pumpulla 6" linjan 7” kautta ko. yksikön yläosaan ja saatetaan valumaan sen ulkopintaa alas. Haihtunutta toi-siohöyryä poistetaan vaipasta 2 yhteen 10'kautta ja viedään höyryn virtaussuunnassa 10 seuraavaan haihdutusvaiheeseen. Myös tässä yksikössä voidaan lauhteen segregointi tehdä samalla tavalla kuin edellä kuvattiin. Puhdas lauhde poistetaan lämmönsiirtoyksi-köiden sisäosan alaosasta linjoja 15 ja 16 ja edelleen linjaa 17 pitkin. Keksinnön etuna on se että lauhteiden käsittely ja lauhtumattomien kaasujen käsittely voidaan hoitaa samoilla, so. monivaihehaihduttamon laitteilla, eikä höyrynpuristushaihduttamo tarvitse 15 omia erillisiä laitteita.
Kytkemällä mustalipeän höyrynpuristusesihaihduttamo monivaihehaihduttamoon keksinnön mukaisella tavalla, voidaan saada ainakin seuraavia etuja: - höyrynpuristushaihduttamon vaatima laite-, putkisto- yms. määrä vähenee, koska voidaan 20 paremmin käyttää hyväksi yhteisiä järjestelmiä, kuten lipeän ja höyrynsiirtoputkistoja, lauh- dejärjesteimää ja tyhjöjärjestelmää.
- höyryn kulutus verrattuna monivaihehaihduttamoon vähenee, jolloin höyryä voidaan käyttää enemmän esimerkiksi sähköenergian tuotantoon - kuviossa 2 esitetty höyrynpuristushaihduttamon ja 7-vaiheisen sarjahaihduttamon kyt-25 kentä vastaa taloudeltaan 9-11 vaiheista sarjahaihduttamoa tehtaan taseesta, lisäpoltto- aineen ja sähkön hinnasta riippuen. Näin olen huomattavaa säästöä saadaan myös, koska keksinnön mukaan tarvittava laitemäärä on pienempi.
Vaikka keksintöä on tässä esitettyjä kuvattu nykytiedon mukaan käytännöllisimmän ja edul· 30 lisimman suoritusmuodon mukaan, alan ammattimiehille on selvää, että monia muunnelmia voidaan tehdä keksinnön suojapiirissä, jolle suojapiirille tulee antaa oheisten patenttivaatimusten mukainen laajin mahdollinen tulkinta, jotta se käsittää kaikki vastaavat järjestelmät ja prosessit.
Claims (10)
1. Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi, johon kuuluu ainakin höyrynpuristushaihdut-tamo, joka käsittää ainakin yhden lämmönsiirtopintayksikön (4) ja höyryn paineenkoro-5 tuslaitteen (9), ja monivaihesarjahaihduttamo, jonka kussakin haihdutusvaiheessa on ainakin yksi lämmönsiirtopintayksikkö (3) ja jossa on yhteitä (13) mustalipeän johtamiseksi haihdutuslämmönsiirtoyksiköstä toiseen sekä yhteitä (8, 10) höyryn syöttämiseksi kuhunkin yksikköön ja mustalipeän haihdutuksessa muodostetun höyryn poistamiseksi sieltä, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö (4, 4’) ja yksi monivaihesarja-10 haihduttamon yksikkö (3) on kytketty siten, että niissä mustalipeän haihdutuksessa muodostuneet höyryt johdetaan yhteiseen tilaan (18), joka on kytketty ainakin höyryn pai-neenkorotuslaitteeseen (9) osan höyrystä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi paineen-korotuksen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön (4, 4’) lämmityshöyryksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että yhteinen tila on kytketty lisäksi yhteeseen (11) osan höyrystä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraa-vaan haihdutusvaiheeseen.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristus-20 haihduttamon yksikkö (4) ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö (3) on järjestetty saman vaipan (2) sisään eli samaan haihdutuslaitteeseen.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon ja monivaihesarjahaihduttamon yksiköissä mustalipeän haihdutuksessa 25 muodostuneet toisiohöyryt poistetaan yhteisestä tilasta saman yhteen (10) kautta, mikä poistoyhde (10) on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen, jonne osa höyrystä (11) viedään suoraan lämmityshöyryksi ja mikä poistoyhde on kytketty paineenkorotuslaitteeseen (9) höyryn paineen korottamiseksi ja osan höyryistä palauttamiseksi paineen korottamisen jälkeen höyrynpuristushaihduttamon yksikköön (4, 4’) 30 lämmityshöyryksi.
5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö (4) ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö (3) on järjestetty saman vaipan (2) sisään siten että yhteinen toisiohöyrytila on jaettu osittain väliseinällä 35 (20) niin että väliseinässä on aukko (21) tai aukkoja paineen tasaamiseksi väliseinän vai- pan sisään muodostamien osien välillä, ja toisiohöyryjä poistetaan eri poistoyhteiden kautta siten, että yksi poistoyhde (10’) on kytketty höyryn virtaussuunnassa seuraavaan haihdutusvaiheeseen, jonne osa (11) höyrystä viedään suoraan lämmityshöyryksi sekä yksi poistoyhde (10”) on kytketty paineenkorotuslaitteeseen (9) höyryn paineen korotta-5 miseksi ja osan (12) höyryistä palauttamiseksi paineen korottamisen jälkeen höyrynpuris-tushaihduttamon yksikköön lämmityshöyryksi.
6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristus-haihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö on järjestetty eri vaip- 10 pojen sisään ja että niissä muodostuneiden toistohöyryjen poisto vaipoista on järjestetty yhteiseen tilaan, mikä tila on kytketty höyryn paineenkorotuslaitteeseen osan höyryistä johtamiseksi sinne ja palauttamiseksi höyrynpuristushaihduttamon yksikköön lämmitys-höyryksi ja kytketty myös yhteeseen osan höyryistä johtamiseksi monivaihesarjahaihduttamon seuraavaan haihdutusvaiheeseen. 15
7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikkö ja yksi monivaihesarjahaihduttamon yksikkö muodostavat monivaihehaihduttamon haihdutusvaiheen, jossa tehdään lipeän esihaihdutus.
8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höy ryn paineenkorotuslaitteena (9) on puhallin tai kompressori.
9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhteiden poistoja käsittely hoidetaan 25 monivaihehaihduttamon tähän tarkoitukseen olevilla laitteilla.
10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että höyrynpuristushaihduttamon yksikössä syntyneiden lauhtumattomien kaasujen poisto eli kaasaus hoidetaan monivaihehaihduttamon laitteilla.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20070812A FI122534B (fi) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi |
BRPI0818683A BRPI0818683B1 (pt) | 2007-10-26 | 2008-10-23 | instalação para evaporação de um líquido |
SE1050514A SE534903C2 (sv) | 2007-10-26 | 2008-10-23 | Anordning för indunstning av vätskor innefattande ångkompressionsdunstning och flereffektsindunstning |
PCT/FI2008/000114 WO2009053518A2 (en) | 2007-10-26 | 2008-10-23 | Arrangement for evaporating liquids |
CL2008003123A CL2008003123A1 (es) | 2007-10-26 | 2008-10-23 | Una disposicion para la evaporacion de un liquido, que comprende planta de evaporacion por compresion de vapor y una planta de evaporacion multiefecto conectada en serie, donde cada planta tiene las unidades con superficies para la transferencia de calor las cuales se acoplan y dirigen sus vapores a un espacio comun para aumentar la presion y para retornar parte del vapor como medio de calentamiento. |
ARP080104632A AR069015A1 (es) | 2007-10-26 | 2008-10-24 | Disposicion para evaporar liquidos |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20070812 | 2007-10-26 | ||
FI20070812A FI122534B (fi) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20070812A0 FI20070812A0 (fi) | 2007-10-26 |
FI20070812A FI20070812A (fi) | 2009-04-27 |
FI122534B true FI122534B (fi) | 2012-03-15 |
Family
ID=38656821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20070812A FI122534B (fi) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR069015A1 (fi) |
BR (1) | BRPI0818683B1 (fi) |
CL (1) | CL2008003123A1 (fi) |
FI (1) | FI122534B (fi) |
SE (1) | SE534903C2 (fi) |
WO (1) | WO2009053518A2 (fi) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011017744A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | Alcoa Of Australia Limited | Method and apparatus for odorant removal |
US8518213B2 (en) * | 2009-10-09 | 2013-08-27 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Process for producing alcohol and other bioproducts from biomass extracts in a kraft pulp mill |
JP6456407B2 (ja) * | 2014-02-20 | 2019-01-23 | アンドリッツ オイ | 蒸発缶 |
FR3041664A1 (fr) * | 2015-09-24 | 2017-03-31 | Veolia Water Tech Inc | Systeme et procede d'epuisement de composes organiques volatils a partir d'un condensat impur |
DK180765B1 (en) * | 2018-08-20 | 2022-03-01 | Spx Flow Tech Danmark A/S Udviklingsafdeling | Falling film tubular evaporator |
CN109675338B (zh) * | 2019-01-22 | 2023-08-22 | 天津乐科节能科技有限公司 | 一种乏汽压缩冷凝式真空多效蒸发结晶系统的工作方法 |
CN117654071B (zh) * | 2024-01-29 | 2024-04-09 | 西北农林科技大学 | 一种单宁酸加工用酸雾收集装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI63680C (fi) * | 1981-11-10 | 1983-08-10 | Mkt Tehtaat Oy | Avdunstningsfoerfarande och anordning |
US5089087A (en) * | 1986-07-08 | 1992-02-18 | Kamyr, Inc. | Make-up liquor and black liquor evaporating process during pulp production |
FR2696482B1 (fr) * | 1992-10-07 | 1994-11-04 | Kaysersberg Sa | Procédé de fabrication de papier ou de non-tissé en milieu mousse. |
FI118131B (fi) * | 1996-11-01 | 2007-07-13 | Kvaerner Power Oy | Menetelmä ja sovitelma haihdutuskapasiteetin lisäämiseksi sellutehtaan jäteliemen useista haihdutusvaiheista koostuvassa monivaiheisessa haihduttamossa |
US20050061493A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-03-24 | Holtzapple Mark T. | Heat exchanger system and method |
-
2007
- 2007-10-26 FI FI20070812A patent/FI122534B/fi active IP Right Review Request
-
2008
- 2008-10-23 CL CL2008003123A patent/CL2008003123A1/es unknown
- 2008-10-23 SE SE1050514A patent/SE534903C2/sv active IP Right Maintenance
- 2008-10-23 BR BRPI0818683A patent/BRPI0818683B1/pt active IP Right Grant
- 2008-10-23 WO PCT/FI2008/000114 patent/WO2009053518A2/en active Application Filing
- 2008-10-24 AR ARP080104632A patent/AR069015A1/es active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009053518A2 (en) | 2009-04-30 |
SE1050514A1 (sv) | 2010-05-24 |
FI20070812A (fi) | 2009-04-27 |
BRPI0818683B1 (pt) | 2018-11-21 |
FI20070812A0 (fi) | 2007-10-26 |
WO2009053518A3 (en) | 2009-06-04 |
AR069015A1 (es) | 2009-12-23 |
SE534903C2 (sv) | 2012-02-07 |
BRPI0818683A2 (pt) | 2015-04-14 |
CL2008003123A1 (es) | 2009-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI122534B (fi) | Järjestely mustalipeän haihduttamiseksi | |
JP6456407B2 (ja) | 蒸発缶 | |
EA004968B1 (ru) | Способ и устройство для опреснения воды путем многоступенчатого мгновенного испарения | |
US3219552A (en) | Plural condensing mediums for multistage flash evaporator | |
US3155600A (en) | Multi-stage process and apparatus for distilling sea water | |
FI118131B (fi) | Menetelmä ja sovitelma haihdutuskapasiteetin lisäämiseksi sellutehtaan jäteliemen useista haihdutusvaiheista koostuvassa monivaiheisessa haihduttamossa | |
US7850826B2 (en) | Multi-stage flash evaporator | |
US3834994A (en) | Multi-stage evaporator | |
KR100937278B1 (ko) | 프탈린 무수물 응축용 탑 | |
US4591413A (en) | Multistage flash evaporator providing isolation of impure stage distillate flows from the main duct distillate flow | |
FI116397B (fi) | Prosessi mustalipeän loppuhaihduttamiseksi | |
US8691054B2 (en) | Multi-stage flash evaporator | |
KR100749223B1 (ko) | 다단 증발법에 의한 해수 담수화 설비의 증발기 | |
CN203159264U (zh) | 一种低温多效蒸馏海水淡化系统 | |
US3619379A (en) | Centrifugal, multieffect distillation apparatus | |
US20220134251A1 (en) | Method, process and apparatus for the very low temperature evaporation system | |
CN210286819U (zh) | 一种凝汽器内置的蒸发处理装置 | |
TW202322882A (zh) | 用於處理凝結水的分離塔及其方法 | |
US9897353B2 (en) | Hybrid condenser | |
EP0036235A1 (en) | Method and plant for the evaporation of a liquid solution thereby using mechanical compression | |
CN206730550U (zh) | 节能型连续精馏系统 | |
US3194747A (en) | Evaporator construction | |
US3457142A (en) | Multi-stage flash evaporators having baffle means and a vent in the condenser | |
GB2084885A (en) | Process for the concentration of aqueous glycol solutions | |
WO2013156668A1 (en) | Method and arrangement for intensifying and controlling evaporation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 122534 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
MD | Opposition filed |
Opponent name: METSO PAPER SWEDEN AB |