JP3236936U - Pulp liquid evaporation system - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸発器のスケール形成を縮小する、パルプ液蒸発システムを提供する。【解決手段】パルプ液濃縮システム200は、直列に配置された複数の蒸発器201a~201fと、前記複数の蒸発器のうちの最高温度において動作するようになっている蒸発器201aの入口の管の外面に位置決めされた少なくとも一つのトランスデューサ204aとを含む。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulp liquid evaporation system for reducing scale formation of an evaporator. SOLUTION: A pulp liquid concentrating system 200 has a plurality of evaporators 201a to 201f arranged in series, and a pipe at an inlet of the evaporator 201a which is operated at the highest temperature among the plurality of evaporators. Includes at least one transducer 204a positioned on the outer surface of the [Selection diagram] Fig. 2
Description
本考案は、パルプ液蒸発システム、特にパルプ液蒸発システムにおける蒸発器のスケール形成(scale formation)を縮小するパルプ液蒸発システムに関する。 The present invention relates to a pulp liquid evaporation system, particularly a pulp liquid evaporation system that reduces the scale formation of an evaporator in a pulp liquid evaporation system.
従来、蒸発器は、黒液(black liquor)や赤液(red liquor)などのパルプ液(pulp liquor)を、パルプ洗浄を残しているときの15重量%の乾燥固形物から、回収ボイラーで燃焼される前の70~85重量%の乾燥固形物まで蒸発させるために使用されてきた。乾燥固形分の割合が上がると、揮発性化合物がパルプ液から放出されて、凝縮液から分離され、その後、凝縮液が更なる使用のために収集される。これにより、凝縮液の再利用が最大化される。 Traditionally, evaporators burn pulp liquor, such as black liquor and red liquor, from 15% by weight of dry solids left in the pulp wash in a recovery boiler. It has been used to evaporate to 70-85% by weight of dry solids before being made. As the percentage of dry solids increases, the volatile compound is released from the pulp liquor and separated from the condensate, after which the condensate is collected for further use. This maximizes the reuse of the condensate.
蒸発が起こると、パルプ液からの揮発性成分が、乾燥固形分の割合の増加の一部としての蒸発した水とともに放出される。しかしながら、溶解した物質またはイオン性物質からの固体物質の形成は、蒸発器の内部にしばしばスケールを形成する(form scale)。次いで、スケール変更(scaling)は蒸発プロセスの有効性を低下させる。これにより、蒸発器の機械的または化学的洗浄が必要とされる。 When evaporation occurs, the volatile components from the pulp liquor are released with the evaporated water as part of the increase in the proportion of dry solids. However, the formation of solid matter from dissolved or ionic matter often forms a scale inside the evaporator. Scaling then reduces the effectiveness of the evaporation process. This requires mechanical or chemical cleaning of the evaporator.
従って、スケール形成を縮小するパルプ液蒸発システムを開発する必要性がある。 Therefore, there is a need to develop a pulp liquid evaporation system that reduces scale formation.
本考案は、蒸発器内を流れるパルプ液に向かって機械的波動(wave)を発出するようになっている一つまたは複数のトランスデューサをパルプ液用蒸発器の入口の管に備えたときに、蒸発器のスケールを縮小できるとの観察に基づくものである。 The present invention is provided when one or more transducers are provided in the inlet tube of the pulp liquid evaporator, which are designed to emit a mechanical wave toward the pulp liquid flowing in the evaporator. It is based on the observation that the scale of the evaporator can be reduced.
従って、本考案の1番目の態様によれば、パルプ液濃縮システム(100、200)において、パルプ液用入口(102、202)およびプロダクト液用出口(103、203)を有する一つまたは複数の蒸発器(101、201a~201f)と、前記入口の外面に位置決めされた一つまたは複数のトランスデューサ(104、204)とを具備し、該一つまたは複数のトランスデューサは、前記パルプ濃縮システムの動作時に前記入口内部の前記パルプ液に向かって機械的波動を発出するようになっている、パルプ液濃縮システムが提供される。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, in the pulp liquid concentration system (100, 200), one or more having a pulp liquid inlet (102, 202) and a product liquid outlet (103, 203). It comprises an evaporator (101, 201a-201f) and one or more transducers (104, 204) positioned on the outer surface of the inlet, the one or more transducers operating the pulp enrichment system. Provided is a pulp liquor concentrating system that sometimes emits mechanical waves towards the pulp liquor inside the inlet.
本考案の2番目の態様によれば、1番目の態様において、前記一つまたは複数のトランスデューサの少なくとも一つは、前記機械的波動の少なくとも一部分を前記蒸発器の構造部の内部に指向するようになっている。 According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, at least one of the one or more transducers directs at least a part of the mechanical wave to the inside of the structure of the evaporator. It has become.
本考案の3番目の態様によれば、1番目または2番目の態様において、前記パルプ液濃縮システムは、前記一つまたは複数のトランスデューサを前記入口の前記外面に固定して締結する締付手段を具備する。 According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the pulp liquid concentrating system provides a tightening means for fixing and fastening the one or more transducers to the outer surface of the inlet. Equipped.
本考案の4番目の態様によれば、1番目から3番目のいずれかの態様において、前記一つまたは複数の蒸発器は、上昇膜蒸発器(rising film evaporators)、落下膜蒸発器、直接接触蒸発器、強制循環蒸発器、管状蒸発器、ラメラ蒸発器(lamella evaporators)、およびプレート&シェル蒸発器(plate & shell evaporators)からなるグループより選択される。 According to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the one or more evaporators are a rising film evaporator, a falling film evaporator, a direct contact. It is selected from the group consisting of evaporators, forced circulation evaporators, tubular evaporators, lamella evaporators, and plate & shell evaporators.
本考案の5番目の態様によれば、1番目から4番目のいずれかの態様において、前記パルプ液濃縮システムは、直列に配置された複数の蒸発器(201a~201f)を具備し、前記パルプ液濃縮システムは、前記複数の蒸発器のうちの、最高温度において動作するようになっている蒸発器(201a)の入口(202)の管の外面に位置決めされた少なくとも一つのトランスデューサ(203)を具備する。 According to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the pulp liquid concentrating system comprises a plurality of evaporators (201a to 201f) arranged in series, and the pulp. The liquid concentration system has at least one of the above-mentioned evaporators (203) positioned on the outer surface of the tube at the inlet (202) of the evaporator (201a) which is operated at the maximum temperature. Evaporate.
構造および動作方法の両方に関する本考案の典型的な限定的でない実施形態は、追加の目的および利点と共に、特定の例示的な実施形態を添付図面を参照すると、下記の説明よりさらに最良に理解される。 Typical non-limiting embodiments of the present invention with respect to both structure and method of operation are best understood by reference to the accompanying drawings with specific exemplary embodiments, along with additional objectives and advantages. To.
本願明細書において動詞「具備する」および「含む」は、列挙されていない特徴の存在を排除または要求するものではなく、広義的な限定として使用される。添付された請求項に記載された特徴は、明確に記載された場合を除いて、相互に自由に組み合わせられうるものとする。さらに、本願明細書全体において「a」、「an」などの単数形の使用は、複数形としての意味を排除するものではない。 As used herein, the verbs "equipped" and "included" do not preclude or require the existence of features not listed, but are used as a broad limitation. The features described in the accompanying claims may be freely combined with each other, except as explicitly stated. Furthermore, the use of singular forms such as "a" and "an" throughout the specification does not preclude its meaning as plural.
さらに、本願明細書において、音響、電気力学、超音波という用語を同義語として使用している。 Further, in the present specification, the terms acoustic, electrodynamics, and ultrasonic waves are used as synonyms.
本考案の例示的な限定的で内実施形態およびそれらの利点は、添付図面を参照して以下に詳細に説明される。 Exemplary limited and internal embodiments of the present invention and their advantages are described in detail below with reference to the accompanying drawings.
以下、添付図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図1はパルプ液、例えば黒液、赤液を蒸発させるパルプ液蒸発システム100を示す略図である。パルプ液蒸発システム100は、入口102と出口103とを有する一つの蒸発器101と、入口102の外面に位置決めされたトランスデューサ104とを具備する。パルプ液蒸発システム100は、トランスデューサを入口102の外面に固定して締結する締付手段を具備するのが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A common reference code is attached to the corresponding components throughout the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a pulp
トランスデューサ104は機械的波動を入口102の管の内部に発出するようになっている。特に適切な機械的波動は、周波数が20kHzから2GHz(ca 20 kHz- 2 GHz)の超音波である。パルプ液蒸発システム100の動作時には、機械的波動は蒸発器の入口の管を流れるパルプ液に向かって指向される。
The
例えば、下記の効果は、蒸発器のクリーニング周期を長くするのを補佐できる。
・機械的波動は、流れの中の大型の汚損粒子をより小さな断片に分割する。小さな粒子は蒸発器の内面に付着する傾向がない。
・機械的波動は、パルプ液の流れにおける結晶化するのを補佐する。結晶は、蒸発器の内面に付着することなく蒸発器を通って流れる。
・機械的波動が液を混合し、化学プロセスをより効率的にする。
For example, the following effects can help prolong the cleaning cycle of the evaporator.
-Mechanical waves divide large polluted particles in a stream into smaller pieces. Small particles do not tend to adhere to the inner surface of the evaporator.
-Mechanical waves assist in crystallization in the flow of pulp liquor. The crystals flow through the evaporator without adhering to the inner surface of the evaporator.
-Mechanical waves mix the liquid and make the chemical process more efficient.
典型的なパルプ液用蒸発器は、熱交換器と気液分離容器で構成されている。蒸発器は、赤液および黒液などのパルプ液を蒸発させるのに適した任意の蒸発器であり得る。例示的な非限定的な適切な蒸発器は、上昇膜蒸発器、落下膜蒸発器、直接接触蒸発器、強制循環蒸発器、管状蒸発器、薄板蒸発器、およびプレート&シェル蒸発器である。 A typical pulp liquid evaporator consists of a heat exchanger and a gas-liquid separation container. The evaporator can be any evaporator suitable for evaporating pulp liquors such as red liquor and black liquor. Exemplary non-limiting suitable evaporators are ascending membrane evaporators, falling membrane evaporators, direct contact evaporators, forced circulation evaporators, tubular evaporators, thin plate evaporators, and plate & shell evaporators.
例示的な実施形態によれば、一つまたは複数のトランスデューサは、入口の管の外面に電気的および物理的にインピーダンス整合するように適合された超音波ランジュバントランスデューサ(ultrasonic Langevin transducers)である。効率的な符号化波形(coded waveforms)を使用できるように、十分に広帯域の伝送信号の伝送を可能にすることに特に注意が払われている。このことは、当該技術分野で知られている広帯域の電気的および機械的マッチング技術を使用することによって行われうる。たとえば、インピーダンス整合LC回路は、接続されているトランスデューサの共振よりもわずかに高い共振を持つように設計されている。これにより、符号化波形に十分な帯域幅(たとえば、中心周波数に対して1~50%の帯域幅)と高い超音波出力(> 1 W / cm2)とを同時に可能とする。 According to an exemplary embodiment, the one or more transducers are ultrasonic Langevin transducers adapted to be electrically and physically impedance matched to the outer surface of the inlet tube. Particular attention has been paid to allowing transmission of sufficiently wideband transmission signals so that efficient coded waveforms can be used. This can be done by using wideband electrical and mechanical matching techniques known in the art. For example, an impedance matching LC circuit is designed to have a resonance that is slightly higher than the resonance of the connected transducer. This allows for sufficient bandwidth for the coded waveform (eg, 1-50% bandwidth relative to the center frequency) and high ultrasonic output (> 1 W / cm2) at the same time.
好ましい実施形態によれば、パルプ液蒸発システム100は、機械的波動の少なくとも一部を蒸発器構造の内部に指向するように構成されたトランスデューサを含む。
According to a preferred embodiment, the pulp
図2は、本発明の別の例示的なパルプ液蒸発システム200を示す。パルプ液蒸発システム200は、直列の6つの上昇膜蒸発器201a~201fを含む。このタイプのパルプ液用蒸発システム200では、特に最高温度で動作する蒸発器は、規模(scale)によっては汚染される傾向がある。従って、少なくとも1つのトランスデューサ204が、最高温度で作動する蒸発器201aの入口202の外面に位置決めされるのが好ましい。パルプ液蒸発システム200はまた、出口203、濃縮器205、および蒸気循環システム206を具備する。
FIG. 2 shows another exemplary pulp
実施例
実施例1
黒液用蒸発システムは、直列の6つの蒸発器で構成されている。最も高温の2つの蒸発器は、1年に20回機械的に洗浄する必要がある。
最も高温の2つの蒸発器の入口にトランスデューサが装備され、入口から蒸発器に流れる黒液が超音波にさらされた場合、機械的洗浄の必要性は年間75%以上低下した。蒸発器の熱伝達が改善されたため、ユニットごとのポンプ効率の改善は10%以上であった。
Example 1 Example 1
The black liquor evaporation system consists of six evaporators in series. The two hottest evaporators need to be mechanically cleaned 20 times a year.
Transducers were installed at the inlets of the two hottest evaporators, and when the black liquor flowing from the inlets to the evaporators was exposed to ultrasonic waves, the need for mechanical cleaning was reduced by more than 75% per year. Due to the improved heat transfer of the evaporator, the improvement in pump efficiency per unit was more than 10%.
実施例2 Example 2
赤液用蒸発システムは、単一の蒸発器で構成されている。蒸発器の入口にトランスデューサが装備されていて、入口から蒸発器に流れる赤液が超音波にさらされた場合、蒸発器の機械的洗浄間の増加は60%以上増加し、エネルギー効率は50%以上改善され、熱伝達係数が40%以上増加し、蒸発率が6%以上増加し、動作時間が25%増加した。 The red liquid evaporation system consists of a single evaporator. If the evaporator inlet is equipped with a transducer and the red liquid flowing from the inlet to the evaporator is exposed to ultrasonic waves, the increase during the mechanical cleaning of the evaporator will increase by more than 60% and the energy efficiency will be 50%. As described above, the heat transfer coefficient was increased by 40% or more, the evaporation rate was increased by 6% or more, and the operating time was increased by 25%.
以上、本考案の実施形態を説明したが、後述する請求の範囲の開示範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を為し得ることは、当業者に理解されよう。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the disclosure scope of the claims described later.
100、200 パルプ液蒸発システム
101、201a~201f 蒸発器
102、202 入口
103、203 出口
104、204、204a、204b トランスデューサ
205 濃縮器
206 蒸気循環システム
100, 200 Pulp
Claims (5)
パルプ液用入口(102、202)およびプロダクト液用出口(103、203)を有する一つまたは複数の蒸発器(101、201a~201f)と、
前記入口の外面に位置決めされた一つまたは複数のトランスデューサ(104、204)とを具備し、該一つまたは複数のトランスデューサは、前記パルプ濃縮システムの動作時に前記入口内部の前記パルプ液に向かって機械的波動を発出するようになっている、パルプ液濃縮システム。 In the pulp liquid concentration system (100, 200)
With one or more evaporators (101, 201a-201f) having pulp liquor inlets (102, 202) and product liquor outlets (103, 203).
Equipped with one or more transducers (104, 204) positioned on the outer surface of the inlet, the one or more transducers towards the pulp liquid inside the inlet during operation of the pulp enrichment system. A pulp liquid concentration system that emits mechanical waves.
前記パルプ液濃縮システムは、前記複数の蒸発器のうちの、最高温度において動作するようになっている蒸発器(201a)の入口(202)の管の外面に位置決めされた少なくとも一つのトランスデューサ(203)を具備する、請求項1から4のいずれか一項に記載のパルプ液濃縮システム。 The pulp liquid concentrating system includes a plurality of evaporators (201a to 201f) arranged in series.
The pulp liquid concentrating system is at least one of the plurality of evaporators (203) positioned on the outer surface of the tube at the inlet (202) of the evaporator (201a) which is operated at the maximum temperature. ), The pulp liquid concentration system according to any one of claims 1 to 4.
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