BLACK LIQUOR
Konsentrat black liquor mengandung kayu residu organik terlarut di samping natrium sulfat dari bahan kimia memasak ditambahkan pada digester. Pembakaran dari bagian organik bahan kimia menghasilkan panas. Dalam panas boiler pemulihan digunakan untuk menghasilkan uap tekanan tinggi, yang digunakan untuk menghasilkan listrik di turbin. Knalpot turbin, uap tekanan rendah digunakan untuk pemanasan proses. Pembakaran minuman keras hitam di tungku boiler pemulihan perlu dikontrol dengan hati-hati. Konsentrasi tinggi sulfur memerlukan kondisi proses yang optimal untuk menghindari produksi sulfur dioksida dan mengurangi emisi gas belerang. Selain pembakaran bersih lingkungan, pengurangan sulfur anorganik harus dicapai di tempat tidur char. Proses pemulihan boiler beberapa unit proses: • Pembakaran bahan organik dalam cairan hitam untuk menghasilkan uap • Pengurangan senyawa sulfur anorganik untuk sulfida natrium, yang keluar di bagian bawah sebagai berbau • Produksi aliran anorganik cair terutama natrium karbonat dan sulfida natrium, yang kemudian didaur ulang untuk digester setelah kembali dilarutkan • Pemulihan debu anorganik dari gas buang untuk menyimpan bahan kimia • Produksi uap natrium untuk menangkap sisa-sisa pembakaran senyawa belerang dirilis Pertama pemulihan boiler Beberapa fitur dari boiler pemulihan asli tetap tidak berubah sampai hari ini. Itu adalah jenis peralatan pemulihan pertama di mana semua proses terjadi dalam satu kapal.Pengeringan, pembakaran dan berikutnya reaksi minuman keras hitam semua terjadi di dalam tungku didinginkan. Ini adalah ide utama dalam pekerjaan Tomlinson itu. Kedua pembakaran dibantu dengan menyemprotkan cairan hitam menjadi tetesan kecil.Pengendalian proses dengan mengarahkan semprotan terbukti mudah. Penyemprotan digunakan dalam rotary furnace awal dan dengan beberapa keberhasilan disesuaikan dengan tungku stasioner oleh HK Moore. Ketiga seseorang dapat mengontrol tidur arang dengan memiliki tingkat udara utama di permukaan tidur char dan tingkat lebih atas.Beberapa tingkat sistem udara diperkenalkan oleh CL Wagner. Boiler pemulihan juga meningkatkan penghapusan berbau. Hal ini dihapus langsung dari tungku melalui spouts berbau ke dalam tangki pelarutan. Beberapa unit pemulihan pertama kali digunakan penggunaan Cottrell precipitator elektrostatis untuk pemulihan debu. Babcock & Wilcox didirikan pada tahun 1867 dan memperoleh ketenaran dini dengan tube boilers airnya. Perusahaan dibangun dan dimasukkan ke dalam layanan boiler cairan pemulihan kulit hitam pertama di dunia pada tahun 1929 [2]. Hal ini segera diikuti oleh unit dengan sepenuhnya tungku air didinginkan di Windsor Mills pada tahun 1934. Setelah tungku reverberatory dan memutar boiler pemulihan sedang dalam perjalanan. Pelopor awal kedua, Rekayasa Pembakaran berbasis desain boiler pemulihan pada karya perintis dari William M. Cary, yang pada tahun 1926 dirancang tiga tungku untuk beroperasi dengan minuman keras langsung menyemprot pada karya Adolph W. Wærn dan unit pemulihan. Boiler pemulihan segera berlisensi dan diproduksi di Skandinavia dan Jepang. Boiler ini dibangun oleh produsen lokal dari gambar dan dengan instruksi pemberi lisensi. Salah satu unit awal Tomlinson Skandinavia mempekerjakan tungku 8,0 m tinggi yang telah 2,8 * 4,1 m bawah tungku yang diperluas untuk 4.0 * 4.1 m di pintu masuk superheater. [3] Unit ini berhenti produksi untuk setiap akhir pekan. Pada awalnya economizers harus dicuci dua kali air setiap hari, tapi setelah instalasi sootblowing ditembak di akhir 1940-an yang economizers bisa dibersihkan di halte akhir pekan biasa. Pembangunan dimanfaatkan sangat sukses. Salah satu boiler Skandinavia awal 160 t / hari di Korsnäs, dioperasikan masih hampir 50 tahun kemudian. [4] Pengembangan teknologi pemulihan boiler Penggunaan boiler pemulihan Kraft menyebar dengan cepat karena pemulihan kimia berfungsi memberikan Kraft pulping keunggulan ekonomi dari pembuatan pulp sulfit [4]. Boiler pemulihan pertama permukaan evaporator horisontal, diikuti oleh superheaters dan permukaan penguapan lebih. Boiler ini mirip negara-of-the-art-boiler dari beberapa 30 tahun sebelumnya. Tren ini telah berlanjut sampai hari ini. Sejak berhenti di jalur produksi akan dikenakan biaya banyak uang teknologi diadopsi dalam boiler pemulihan cenderung konservatif. Boiler pemulihan pertama punya masalah berat dengan fouling. [5] Tabung jarak cukup lebar untuk operasi normal dari boiler berbahan bakar batubara harus lebih luas untuk boiler pemulihan. Hal ini memberikan kinerja yang memuaskan dari sekitar seminggu sebelum mencuci air. Sootblowers mekanik juga cepat diadopsi. Untuk mengontrol kerugian kimia dan menurunkan biaya bahan kimia yang dibeli debu elektrostatik ditambahkan. Menurunkan kerugian debu di gaseshas buang lebih dari 60 tahun praktek. Satu juga harus mencatat header persegi dalam boiler pemulihan 1940. Tingkat udara di boiler pemulihan segera standar untuk dua: tingkat udara primer di tingkat tidur char dan sekunder atas senjata minuman keras. Dalam puluhan tahun pertama lapisan tungku dari batu bata refraktori itu. Aliran berbau pada dinding penyebab pengganti yang luas dan segera desain yang menghilangkan penggunaan batu bata dikembangkan. Meningkatkan sistem udara Untuk mencapai operasi yang solid dan emisi rendah ketel uap pemulihan sistem udara harus dirancang dengan baik. Pengembangan sistem udara terus dan telah berlanjut selama boiler pemulihan telah ada [6] Begitu target yang ditetapkan untuk sistem udara telah memenuhi target baru diberikan.. Saat ini sistem udara baru telah mencapai NOx yang rendah, tetapi masih bekerja pada penurunan fouling. Tabel 1 visualisasi pengembangan sistem udara. Tabel 1: Pengembangan sistem udara [6]. Udara sistem target utama Tapi juga harus 1 pembakaran generasi Stabil black liquor Pengurangan tinggi generasi 2 Membakar minuman keras Penurunan emisi belerang 3 generasi Bakar black liquor, pengurangan tinggi Generasi 4 NOx rendah Bakar hitam pengurangan minuman keras, tinggi dan emisi sulfur rendah Superheater generasi penurunan 5 dan fouling boiler Bank Bakar black liquor, pengurangan tinggi, rendah emisi Sistem Udara Target Utama Tapi juga harus 1 Generasi Stable burning of black liquor 2 Generasi high reduction Burn liquor 3 Generasi decrease sulfur emissions Burn black liquor, high reduction 4th generation low NOx Burn black liquor, high reduction and low sulfur emission 5th generation decrease superheater and boiler bank fouling Burn black liquor, high reduction, low emission Udara sistem generasi pertama di tahun 1940-an dan 1950-an terdiri dari pengaturan tingkat dua; utama udara untuk menjaga zona pengurangan dan udara sekunder di bawah senjata minuman keras untuk oksidasi akhir [7] Ukuran boiler pemulihan 100 - 300 TDS (ton. padatan kering) per hari. dan konsentrasi black liquor 45 - 55%. Sering untuk mempertahankan pembakaran bahan bakar tambahan harus dipecat. Udara primer adalah 60 - 70% dari udara total dengan sisanya sekunder. Pada semua tingkatan bukaan yang kecil dan kecepatan desain adalah 40 - 45 m / s. Kedua tingkat udara yang dioperasikan pada 150oC. Pistol atau senjata minuman keras yang berosilasi. Masalah utama adalah akumulasi yang tinggi, ditusuk dan pengurangan rendah. Tetapi fungsi, pembakaran black liquor, bisa diisi. Sistem generasi kedua udara ditargetkan pengurangan tinggi. Pada tahun 1954 M dipindahkan udara sekunder mereka dari sekitar 1 m di bawah senjata minuman keras sekitar 2 m di atas mereka [7]. Rasio udara dan suhu tetap sama, tetapi untuk meningkatkan pencampuran kecepatan 50 m / s udara sekunder digunakan. CE berubah frontwall mereka / Backwall sekunder untuk pembakaran tangensial pada waktu itu. Dalam sistem udara tangensial nozel udara di sudut tungku. Metode yang dipilih adalah untuk menciptakan sebuah pusaran hampir lebar tungku total. Pada unit besar pusaran menyebabkan ketidakseimbangan kiri dan kanan. Sistem semacam ini udara dengan padatan kering meningkat berhasil meningkatkan suhu tungku yang lebih rendah dan mencapai pengurangan yang wajar. B & W sudah mengadopsi makan tiga tingkat udara saat itu. Generasi sistem udara ketiga adalah udara tingkat tiga. Di Eropa penggunaan tiga tingkat pemberian udara dengan primer dan sekunder di bawah senjata minuman keras dimulai sekitar 1980. Pada saat yang sama menembak stasioner mendapatkan tanah.Penggunaan sekitar 50% sekunder tampaknya memberikan tungku panas yang lebih rendah dan stabil [8] padatan cairan hitam Tinggi 65-70% mulai bisa digunakan.. Tungku panas yang lebih rendah dan pengurangan ditingkatkan dilaporkan. Dengan tiga tingkat dan udara padatan kering tinggi emisi sulfur dapat disimpan di tempat. Sistem generasi keempat udara udara bertingkat dan udara vertikal. Sebagai pakan black liquor padatan kering ke boiler pemulihan telah meningkat, mencapai emisi sulfur rendah tidak lagi target dari sistem udara. Sebaliknya NOx yang rendah dan akumulasi rendah adalah target baru. [Sunting] udara Multilevel Sistem udara tiga tingkat merupakan peningkatan yang signifikan, namun hasil yang lebih baik yang diperlukan. Penggunaan model CFD menawarkan wawasan baru tentang cara kerja sistem udara. Yang pertama untuk mengembangkan sistem udara baru Kvaerner (Tampella) dengan 1990 udara sekunder mereka bertingkat di Kemi, Finlandia, yang kemudian diadaptasi menjadi sebuah string dengan boiler pemulihan besar [9]. Kvaerner juga dipatenkan sistem empat tingkat udara, di mana tambahan Tingkat udara yang ditambahkan di atas udara tingkat tersier. Hal ini memungkinkan pengurangan yang signifikan NOx. [Sunting] udara Vertikal Pencampuran vertikal udara diciptakan oleh Erik Uppstu [10]. Idenya adalah untuk mengubah pencampuran vertikal tradisional untuk pencampuran horisontal. Jet berjarak dekat akan membentuk bidang datar. Dalam boiler tradisional pesawat ini telah dibentuk oleh udara sekunder. Dengan menempatkan pesawat untuk pengaturan 2 / 3 atau 3 / 4 meningkatkan hasil pencampuran. Udara vertikal memiliki potensi untuk mengurangi NOx sebagai udara pementasan membantu dalam penurunan emisi. [11] Di udara vertikal pencampuran, suplai udara primer diatur konvensional. Sisa pelabuhan udara ditempatkan pada interlace 2 / 3 atau 3 / 4 pengaturan. Hitam minuman keras padatan kering Bersih pemanasan nilai dari cairan hitam industri pada berbagai konsentrasi Black liquor Sebagai dipecat adalah campuran organik, anorganik dan air. Biasanya jumlah air dinyatakan sebagai rasio massa black liquor dikeringkan untuk unit black liquor sebelum pengeringan. Rasio ini disebut black liquor padatan kering. Jika padatan black liquor kering di bawah 20% atau kadar air dalam cairan hitam adalah di atas 80% nilai panas bersih black liquor adalah negatif. Ini berarti bahwa semua panas dari pembakaran organik dalam cairan hitam adalah menghabiskan penguapan air yang dikandungnya. Semakin tinggi padatan kering, air kurang cairan hitam mengandung dan panas suhu pembakaran adiabatik. Padatan kering black liquor selalu dibatasi oleh kemampuan penguapan yang tersedia [12]. Perawan hitam minuman keras padatan kering boiler pemulihan ditampilkan sebagai fungsi tahun pembelian boiler. Perawan padatan kering cairan hitam sebagai fungsi dari tahun pembelian boiler pemulihan Ketika melihat padatan black liquor perawan kering kita perhatikan bahwa pada padatan kering rata-rata telah meningkat. Hal ini terutama berlaku untuk boiler terbaru pemulihan yang sangat besar. Desain padatan kering untuk pabrik lapangan hijau telah baik 80 atau padatan kering 85%. 80% (atau sebelum itu% 75) padatan kering telah digunakan di Asia dan Amerika Selatan. 85% (atau sebelum itu% 80) telah digunakan di Skandinavia dan Eropa. [Sunting] suhu tinggi dan tekanan boiler pemulihan Pengembangan tekanan boiler pemulihan dan suhu uap utama adalah cepat di awal.Pada tahun 1955, bahkan 20 tahun dari kelahiran boiler pemulihan tekanan steam tertinggi adalah 10,0 MPa dan 480oC. Tekanan dan suhu yang digunakan kemudian mundur agak menurun karena keselamatan [13] Pada tahun 1980 ada sekitar 700 boiler pemulihan di dunia.. [8] Pengembangan pemulihan tekanan temperatur boiler, dan kapasitas. [Sunting] Keamanan Salah satu bahaya utama dalam pengoperasian boiler pemulihan adalah ledakan berbau air. Hal ini dapat terjadi jika bahkan sejumlah kecil air dicampur dengan padatan dalam suhu tinggi. Air berbau ledakan adalah murni fenomena fisik. Fenomena air berbau ledakan telah dipelajari oleh Grace [14] Pada tahun 1980 ada sekitar 700 boiler pemulihan di dunia [8] cair -.. Jenis mekanisme ledakan cair telah ditetapkan sebagai salah satu penyebab utama ledakan boiler pemulihan. Dalam ledakan air berbau bahkan beberapa liter air, ketika dicampur dengan cair berbau kekerasan bisa berubah menjadi uap dalam beberapa persepuluh detik. Tidur char dan air dapat hidup berdampingan sebagai menyelimuti uap mengurangi transfer panas.Beberapa acara memicu menghancurkan keseimbangan dan air menguap dengan cepat melalui kontak langsung dengan berbau. Hal ini menyebabkan peningkatan penguapan tiba-tiba volume dan gelombang tekanan sekitar 10 000-100 000 Pa kekuatan biasanya cukup untuk menyebabkan semua dinding tungku untuk menekuk keluar dari bentuk.Keamanan peralatan dan personil membutuhkan shutdown langsung dari boiler pemulihan jika ada kemungkinan bahwa air telah memasuki tungku. Semua boiler pemulihan harus dilengkapi dengan urutan shutdown yang khusus otomatis. Jenis lain dari ledakan adalah ledakan gas yang mudah terbakar. Untuk hal ini terjadi bahan bakar dan udara harus dicampur sebelum kunci kontak. Kondisi khas yang baik terjadi pemadaman listrik (hilangnya api) tanpa pembersihan tungku atau operasi terus menerus dalam keadaan substoichiometric. Untuk mendeteksi perangkat pemadaman api pemantauan yang diinstal, dengan membersihkan saling bertautan dan startup berikutnya. Ledakan gas yang mudah terbakar terhubung dengan minyak / gas pembakaran boiler. Seperti juga kontinu O2 pemantauan dipraktekkan di hampir setiap boiler ledakan gas noncombustible telah menjadi sangat langka. [Sunting] boiler pemulihan modern Boiler pemulihan modern dari desain drum yang tunggal, dengan bank uap vertikal menghasilkan dan superheaters spasi lebar. Desain ini pertama kali diusulkan oleh Colin MacCallum pada tahun 1973 dalam proposal oleh Götaverken (sekarang Metso Daya inc.) Untuk boiler pemulihan besar memiliki kapasitas £ 4.000.000 padatan black liquor per hari untuk boiler di Skutskär, Swedia, tetapi desain ini ditolak sebagai terlalu maju pada waktu itu oleh calon pemilik. MacCallum disajikan desain pada BLRBAC dan dalam makalah "The Boiler Pemulihan Radiant" dicetak di majalah Tappi pada bulan Desember 1980. Boiler pertama dari desain tunggal-drum dijual oleh Götaverken di Sungai Daun di Mississippi pada tahun 1984. Pembangunan bank menghasilkan uap vertikal mirip dengan economizer vertikal. Bank boiler vertikal mudah untuk tetap bersih. Jarak antara panel superheater meningkat dan mendatar di lebih dari 300 tetapi di bawah 400 mm.Jarak luas dalam superheaters membantu untuk meminimalkan fouling. Pengaturan ini, dalam kombinasi dengan attemperators Sweetwater, menjamin perlindungan maksimal terhadap korosi. Ada banyak perbaikan pada material boiler pemulihan untuk membatasi korosi [15] [16]. [17] [18] Efek meningkatkan konsentrasi padatan kering memiliki dampak yang signifikan terhadap variabel operasi utama. Aliran uap meningkat dengan meningkatnya kandungan cairan hitam padatan kering. Meningkatkan penutupan pabrik pulp berarti lebih sedikit panas per unit padatan kering black liquor akan tersedia dalam tungku. Gas buang kehilangan panas akan berkurang karena aliran gas buang berkurang. Peningkatan padatan kering black liquor sangat membantu karena kapasitas boiler pemulihan sering dibatasi oleh aliran gas buang. Sebuah boiler pemulihan modern yang terdiri dari permukaan perpindahan panas yang terbuat dari tabung baja; tungku-1, superheaters-2, boiler menghasilkan Bank-3 dan economizers-4. Drum-5 uap desain tunggal-drum jenis. Udara dan black liquor diperkenalkan melalui udara primer dan sekunder port-6, minuman keras senjata-7 dan tersier udara port-8. Residu pembakaran, bau keluar melalui spouts-9 berbau ke-10 tangki pelarutan. Loading tungku nominal meningkat selama sepuluh tahun terakhir dan akan terus meningkat [19]. Perubahan dalam desain udara telah meningkat suhu tungku. [20] [21] [22] [23] Hal ini telah memungkinkan peningkatan yang signifikan dalam padatan perapianpemuatan (HSL) hanya dengan meningkatkan desain sederhana di tingkat pelepasan perapian panas (HHRR). Aliran buang gas rata-rata menurun sebagai uap air kurang hadir. Jadi kecepatan vertikal gas buang dapat dikurangi bahkan dengan suhu meningkat dalam tungku yang lebih rendah. Perubahan yang paling ditandai telah adopsi konstruksi drum yang tunggal. Perubahan ini telah sebagian dipengaruhi oleh kontrol kualitas air yang lebih handal. Keuntungan dari boiler drum yang tunggal dibandingkan dengan drum bi adalah peningkatan keselamatan dan ketersediaan. Drum boiler tunggal dapat dibangun untuk tekanan tinggi dan kapasitas yang lebih besar. Tabungan dapat dicapai dengan waktu ereksi menurun. Ada sendi tabung kurang dalam pembangunan gendang tunggal sehingga drum dengan kurva startup ditingkatkan dapat dibangun. Pembangunan bank menghasilkan uap vertikal mirip dengan economizer vertikal, yang didasarkan pada pengalaman adalah sangat mudah untuk tetap bersih. [24] jalur aliran gas buang Vertikal meningkatkan cleanability dengan kadar debu yang tinggi [25]. Untuk meminimalkan risiko plugging dan memaksimalkan efisiensi pembersihan baik bank menghasilkan dan economizers disusun pada jarak sisi murah hati. Memasukkan bank boiler dua drum sering disebabkan oleh jarak yang ketat antara tabung. Jarak antara panel superheater telah meningkat. Semua superheaters sekarang lebar spasi untuk meminimalkan fouling. Pengaturan ini, dalam kombinasi dengan attemperators Sweetwater, menjamin perlindungan maksimal terhadap korosi. Dengan jarak yang luas penyumbatan superheaters menjadi kurang mungkin, pembersihan deposit mudah dan konsumsi uap sootblowing lebih rendah. Peningkatan jumlah superheaters memfasilitasi kontrol temperatur uap keluar superheater terutama selama start up. Loop yang lebih rendah dari superheaters terpanas dapat dibuat dari bahan austenitik, dengan ketahanan korosi yang lebih baik. Kecepatan uap dalam tabung superheater terpanas tinggi, penurunan suhu permukaan tabung. Suhu permukaan tabung rendah sangat penting untuk mencegah korosi superheater. Sebuah sisi uap tekanan tinggi kerugian atas superheaters menjamin aliran uap panas seragam dalam unsur-unsur tabung. [Sunting] Prospek Masa Depan Boiler pemulihan telah modus disukai pemulihan pabrik kimia Kraft sejak 1930-an dan proses telah membaik sejak generasi pertama. Ada upaya untuk menggantikan boiler pemulihan Tomlinson dengan sistem pemulihan menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi.Kandidat yang paling menjanjikan tampaknya menjadi gasifikasi, [26] [27] di mana teknologi Chemrec untuk gasifikasi aliran entrained minuman keras hitam dapat membuktikan menjadi calon kuat. [28] Bahkan jika teknologi baru mampu bersaing dengan teknologi boiler pemulihan tradisional transisi kemungkinan besar akan bertahap. Pertama, produsen boiler pemulihan seperti Metso, Andritz andMitsubishi, dapat diharapkan untuk melanjutkan pengembangan produk mereka. Kedua, boiler pemulihan Tomlinson memiliki rentang hidup yang panjang, sering sekitar 40 tahun, dan mungkin tidak akan diganti sampai akhir seumur hidup ekonomi mereka, dan mungkin sementara itu ditingkatkan pada interval 10 - 15 tahun. Semoga bermanfaat.

Do you like this article? Share It!