11.3.2 Case Study:Optimization of W

11.3.2 Case Study:Optimization of Water Flows in a Kraft Pulp and Paper Process
The process for large-scale manufacture of paper has undergone very few changes over the last several decades. The pulp and paper industry today is highly capital intensive and there is an ongoing drive towards process integration thereby increasing the efficiency of utilization of available process resources. This case study deals with the kraft process (Figure 11.24), though the general principles described can be extended to other pulping processes. In the kraft process, the wood chips are reacted with the white liquor (alkaline solution) in a digester. Following reaction (or cooking), pulp is separated from the spent liquor (referred to as black liquor) in the brown stock washers (washers/screens). It is then directed to the bleaching operation for treatment with ClO2 in an acidic environment followed by alkali extraction and caustic washing. The weak black liquor (WBL) is concentrated in a six-effect evaporator resulting in strong black liquor (SBL), which is burned in the recovery furnace to yield inorganic smelt. The smelt forms green liquor when dissolved, which goes to the green liquor clarifier and then is subjected to causticizing which includes a slaker, causticizer, white liquor clarifier, lime mud washer filter and limekiln. CaO gets converted to Ca(OH)2 in the slaker. Next in the causticizer the green liquor is converted to the white liquor which goes to the while liquor clarifier, followed by recycle back to digester to complete the recovery cycle. The lime mus (CaCO3) formed is sent to a lime mud washer followed by a lime mud filter. The washed and filtered lime mud is calcined in a lime kiln to form CaO and CO2. The CaO thus formed is recycled back to the slaker thus completing the line cycle. Some waste solids, called dregs and grits, are produced and must be discarded. The bleach plant is considered as a black box with the various ClO2 stages and the alkali extraction stages lumped together respectively.The alkaline and acid bleach effluents are treated before discharge.
The pulp and paper industry has traditionally been a major consumer of fresh water (up to 70 m3/t) (Galloway et al, 1994). With increasing water scarcity, mills are being forced to consider, which results a simultaneous build up of non process elements or NPEs (Keitaanniemi and Virkkola, 1978), which play no part in the pulping process. Some sources for NPEs are wood chips (CI, Si,Mg,Fe), makeup lime (SI, Mg, Al, Fe), mil water (K,Mg), and spent acid (CI). Depending on their relative solubilities, the NPEs will accumulate in the liquor cycle, lime cycle or the bleach plant. Increased concentrations of NPEs in different process stream will lead to different problems including increased corrosion (K,CL,Mg), plugging (K,CL), scale formation (Al, Si, Ca,Ba), deposit formation (Al, Si, Ca,Ba), accumulation of inerts in lime cycle (P,Mg,Al,Si), operational problems in the bleach plant (Mn, Fe,Cu) and adverse environmental impacts (N,P,Cd,Pb). Some of the equipment affected include the recovery boiler (corrosion and plugging), digesters (corrosion and scaling), brown stock fiber line (plugging), evaporator (scales and deposits formation) and digester liquor heater (scales and deposits formation).Al these factors lead to a decrease in overall process efficiency and can potentially cause significant operational and maintenance problems. Clearly, optimal allocation and prevention of buildup causes a range of operational with known overall material and chloride balances and known process and enviromental constraints. Chloride is the NPE of interest. It is desired to synthesize a series of water re-use strategies that can facilitate water loop closure by reallocating the various aqueous streams in the process and simultaneously distribute chloride optimally such that all process and environmental constraints are fully satisfied.

Kết quả (Việt) 1:

11.3.2 nghiên cứu trường hợp: tối ưu hóa của nước chảy trong một quá trình giấy và bột giấy KraftQuy trình sản xuất quy mô lớn các giấy đã trải qua rất ít thay đổi trong nhiều thập kỷ qua. Ngành công nghiệp bột giấy và giấy ngày nay là cao thủ chuyên sâu và có một ổ đĩa liên tục đối với quá trình hội nhập, do đó làm tăng hiệu quả của việc sử dụng các nguồn tài nguyên sẵn có quá trình. Nghiên cứu trường hợp này đề cập đến quá trình kraft (hình 11,24), mặc dù nguyên tắc chung được mô tả có thể được mở rộng để các quá trình khác pulping. Trong quá trình kraft, gỗ dăm được phản ứng với rượu trắng (kiềm) trong một digester. Sau phản ứng (hay nấu ăn), bột giấy được tách ra từ rượu đã qua sử dụng (gọi là rượu màu đen) trong vòng đệm cổ nâu (vòng đệm/màn hình). Nó sau đó được chuyển hướng đến các hoạt động tẩy trắng cho điều trị với ClO2 trong một môi trường acidic tiếp theo là khai thác kiềm và ăn da rửa. Rượu black yếu (WBL) tập trung ở một chưng cho khô 6-hiệu quả dẫn đến mạnh mẽ đen rượu (SBL), mà bị đốt cháy trong lò phục hồi để mang lại nấu chảy ra vô cơ. Nấu chảy ra hình thức xanh rượu khi hòa tan, mà đi vào trang rượu màu xanh lá cây và sau đó phải chịu sự causticizing bao gồm slaker, causticizer, rượu trắng trang, bộ lọc máy giặt vôi bùn và nung vôi. CaO được chuyển đổi để Ca (OH) 2 trong slaker. Tiếp theo trong causticizer rượu màu xanh lá cây được chuyển thành rượu trắng mà đi đến trong khi trang rượu, theo sau là thùng quay lại digester để hoàn thành việc phục hồi chu kỳ. Vôi mus (CaCO3) được hình thành được gửi đến một máy giặt bùn vôi theo sau bởi một bộ lọc bùn vôi. Rửa sạch và lọc vôi bùn calcined trong một lò nung vôi dạng CaO và CO2. CaO như vậy thành lập được tái chế trở lại để slaker do đó hoàn thành chu trình dòng. Một số chất thải rắn, được gọi là dregs và grits, được sản xuất và phải được loại bỏ. Nhà máy thuốc tẩy được coi là một hộp màu đen với các giai đoạn khác nhau của ClO2 và các giai đoạn khai thác kiềm gộp với nhau tương ứng. Tiêu thụ nước thải chất tẩy axit và kiềm được xử lý trước khi xả.Các ngành công nghiệp bột giấy và giấy có truyền thống là một người tiêu dùng lớn nước ngọt (lên đến 70 m3/t) (Galloway et al, 1994). Với ngày càng khan hiếm nước, nhà máy đang bị buộc phải xem xét, mà kết quả đồng thời xây dựng lên các yếu tố không quá trình hoặc NPEs (Keitaanniemi và Virkkola, 1978), mà đóng một phần không trong quá trình pulping. Một số nguồn tin cho NPEs là gỗ dăm (CI, Si, Mg, Fe), trang điểm vôi (SI, Mg, Al, Fe), nước triệu (K, Mg) và dành acid (CI). Tùy thuộc vào của solubilities tương đối, các NPEs sẽ tích tụ trong chu kỳ rượu, chanh chu kỳ hoặc các nhà máy thuốc tẩy. Tăng nồng độ NPEs trong quá trình khác nhau dòng sẽ dẫn đến các vấn đề khác nhau bao gồm cả tăng chống ăn mòn (K, CL, Mg), cắm (K, CL), quy mô hình (Al, Si, Ca, Ba), gửi hình thành (Al, Si, Ca, Ba), tích lũy của inerts trong vôi của chu kỳ (P, Mg, Al, Si), các vấn đề hoạt động trong nhà máy thuốc tẩy (Mn, Fe, Cu) và tác động xấu đến môi trường (N, P, đĩa Cd, Pb). Một số thiết bị bị ảnh hưởng bao gồm nồi hơi phục hồi (chống ăn mòn và cắm), digesters (chống ăn mòn và mở rộng quy mô), màu nâu cổ sợi dây (cắm), chưng cho khô (hình thành quy mô và tiền gửi) và digester rượu nóng (vảy và tiền gửi thành lập). Al yếu tố dẫn đến sự sụt giảm trong tổng thể quá trình hiệu quả và có thể có khả năng gây ra các vấn đề quan trọng của hoạt động và bảo trì. Rõ ràng, phân bổ tối ưu và ngăn ngừa sự tích tụ gây ra một loạt các hoạt động với tài liệu tổng thể được biết đến và clorua số dư và được biết đến những hạn chế quá trình và môi trường. Clorua là NPE quan tâm. Đó là mong muốn để tổng hợp một loạt các nước tái sử dụng chiến lược mà có thể tạo thuận lợi cho nước vòng lặp đóng cửa bởi reallocating suối nước khác nhau trong quá trình này và đồng thời phân phối clorua tối ưu như vậy mà tất cả các quá trình và môi trường khó khăn là hoàn toàn hài lòng.

Kết quả (Việt) 2:

11.3.2 Trường hợp nghiên cứu: Tối ưu hóa của nước Flows trong một Kraft Giấy và bột giấy Process
Quá trình sản xuất quy mô lớn của giấy đã trải qua những thay đổi rất ít trong vài thập kỷ qua. Các giấy và bột giấy công nghiệp hiện nay là rất nhiều vốn và có một ổ đĩa đang diễn ra đối với quá trình hội nhập do đó làm tăng hiệu quả sử dụng các nguồn tài nguyên quá trình có sẵn. Nghiên cứu trường hợp này đề với quá trình sulphat (Hình 11.24), mặc dù các nguyên tắc chung được mô tả có thể được mở rộng đến các quá trình nghiền khác. Trong quá trình kraft, các mẩu gỗ được phản ứng với rượu trắng (dung dịch kiềm) trong một bể. Sau phản ứng (hoặc nấu ăn), bột được tách ra từ rượu chi tiêu (gọi rượu là màu đen) trong máy giặt cổ màu nâu (máy giặt / màn hình). Sau đó nó được chuyển tới các hoạt động tẩy trắng để điều trị với ClO2 trong một môi trường có tính axit sau khai thác kiềm và rửa ăn da. Các dịch đen yếu (WBL) tập trung ở một thiết bị bay hơi sáu hiệu quả trong dịch đen mạnh mẽ (SBL), mà được đốt trong lò để phục hồi sản lượng giống cá đối vô cơ. Các hình thức mùi rượu màu xanh lá cây khi hòa tan, mà đi vào vùng lắng rượu màu xanh lá cây và sau đó là phải chịu causticizing trong đó bao gồm một slaker, causticizer, rượu lắng màu trắng, vôi bùn lọc máy giặt và lò vôi. CaO được chuyển đổi sang Ca (OH) 2 trong slaker. Tiếp theo trong causticizer rượu màu xanh lá cây được chuyển thành rượu trắng mà đi vào trong khi rượu lắng, tiếp theo là tái chế lại để phân hủy để hoàn thành chu kỳ phục hồi. Các mus vôi (CaCO3) hình thành được gửi đến một máy giặt vôi bùn theo sau là một bộ lọc vôi bùn. Việc rửa và lọc bùn vôi được nung trong lò vôi để tạo thành CaO và CO2. Các CaO do đó hình thành được tái chế trở lại slaker do đó hoàn thành chu kỳ dòng. Một số các chất thải rắn, được gọi là cặn bã và bột kiều mạch, được sản xuất và phải được loại bỏ. Nhà máy thuốc tẩy được coi như một hộp đen với các giai đoạn khác nhau ClO2 và các giai đoạn khai thác kiềm gộp lại với nhau respectively.The kiềm và nước thải tẩy axit được xử lý trước khi xả.
Các ngành công nghiệp giấy và bột giấy có truyền thống được người tiêu dùng lớn của nước ngọt (lên đến 70 m3 / t) (Galloway et al, 1994). Với sự gia tăng tình trạng khan hiếm nước, các nhà máy đang bị buộc phải xem xét, kết quả là một đồng thời xây dựng những yếu tố phi quá trình hoặc NPEs (Keitaanniemi và Virkkola, 1978), mà chơi không tham gia vào quá trình nghiền. Một số nguồn tin cho NPEs là dăm gỗ (CI, Si, Mg, Fe), vôi trang điểm (SI, Mg, Al, Fe), nước mil (K, Mg), và đã dành axit (CI). Tùy thuộc vào tính tan tương đối của họ, NPEs sẽ tích lũy trong vòng rượu, chu kỳ vôi hoặc các nhà máy thuốc tẩy. Tăng nồng độ NPEs trong dòng quá trình khác nhau sẽ dẫn đến các vấn đề khác nhau bao gồm cả tăng ăn mòn (K, CL, Mg), cắm (K, CL), hình thành quy mô (Al, Si, Ca, Ba), hình thành cặn (Al, Si, Ca, Ba), tích lũy inerts trong chu kỳ vôi (P, Mg, Al, Si), vấn đề hoạt động trong các nhà máy thuốc tẩy (Mn, Fe, Cu) và các tác động xấu đến môi trường (N, P, Cd, Pb). Một số thiết bị bị ảnh hưởng bao gồm lò hơi thu hồi (ăn mòn và cắm), nồi nấu (ăn mòn và gỉ), nâu dòng sợi cổ phiếu (cắm), thiết bị bay hơi (quy mô và tiền gửi hình) và phân hủy rượu nóng (quy mô và tiền gửi hình) .Al những Các yếu tố dẫn đến giảm hiệu quả quá trình tổng thể và khả năng có thể gây ra vấn đề vận hành và bảo dưỡng đáng kể. Rõ ràng, phân bổ tối ưu và phòng chống sự tích tụ gây ra một loạt các hoạt động với các tài liệu được biết đến tổng thể và cân bằng clorua và quá trình được gọi và hạn chế môi trường. Chloride là NPE quan tâm. Đó là mong muốn tổng hợp một loạt các chiến lược nước tái sử dụng mà có thể tạo điều kiện vòng lặp nước đóng cửa bởi việc phân bổ lại các dòng dung dịch khác nhau trong quá trình và đồng thời phân phối clorua tối ưu mà tất cả các quá trình và hạn chế môi trường hoàn toàn hài lòng.