CÔNG NGHỆ LOẠI BỎ KALI KHỎI TRO LÒ HƠI NHÀ MÁY GIẤY KRAFF: ECO-TEC Model PRU

CÔNG NGHỆ LOẠI BỎ KALI KHỎI TRO LÒ HƠI NHÀ MÁY GIẤY KRAFF

Potassium salts removal from the kraft recovery boiler ESP dust using the PRU system

Xuất xứ: ECO-TEC (USA/Canada)

Download: Brochue Công Nghệ lọc trao đổi ion _ ECO-TEC Recoflo

Download: Presentation Công Nghệ lọc trao đổi ion _ ECO-TEC Recoflo

Công ty Môi Trường Hành Trình Xanh hân hạnh là nhà nhập khẩu và phân phối Công nghệ loại bỏ Muối Kali khỏi tro Lò Hơi thu hồi hóa chất nhà máy Giấy Kraff ECO-TEC PDP tại Việt Nam. Chúng tôi cam kết cung cấp sản phẩm và dịch vụ tốt nhất tới Quý Khách hàng.

A large portion of potassium salts can be found in ESP ash and can build up and cause corrosion and other process upsets. The PRU system controls potassium levels in a Kraft mill by selectively removing potassium from the ash solution via ion exchange under specific operating conditions. This method offers a more cost-effective solution compared to purging excess ash to control potassium levels. The PRU system also helps recover valuable cooking chemicals and reduces the need for costly shutdowns due to boiler corrosion and plugging. / Một phần lớn muối kali có thể được tìm thấy trong tro ESP và có thể tích tụ và gây ra ăn mòn và các rối loạn quy trình khác. Hệ thống PRU kiểm soát mức kali trong máy nghiền Kraft bằng cách loại bỏ chọn lọc kali khỏi dung dịch tro qua trao đổi ion trong các điều kiện vận hành cụ thể. Phương pháp này cung cấp một giải pháp hiệu quả hơn về chi phí so với việc loại bỏ tro dư thừa để kiểm soát nồng độ kali. Hệ thống PRU cũng giúp thu hồi các hóa chất xút có giá trị và giảm nhu cầu tắt máy tốn kém do ăn mòn lò hơi ..

As mills reduce the amount of effluents and emissions, they retain and recirculate more chemicals in their chemical recovery systems. Specifically, the accumulation of non-process elements such as potassium from the wood can cause corrosion and efficiency problems in the chemical recovery boiler. The challenge is to reduce or eliminate the potassium salts to manageable levels. Potassium is enriched in electrostatic precipitator (ESP) ash and therefore ESP ash is a favorable stream to process when aiming to control the potassium content of the Kraft liquor cycle. Mills have addressed the problem by purging electrostatic precipitator ash, which causes the added expense of chemical makeup (caustic, sulfate). / Khi các nhà máy giảm lượng nước thải và khí thải, họ giữ lại và tuần hoàn nhiều hóa chất hơn trong hệ thống thu hồi hóa chất của họ. Cụ thể, sự tích tụ của các nguyên tố phi quá trình như kali từ gỗ có thể gây ra các vấn đề về ăn mòn và hiệu quả trong lò hơi thu hồi hóa chất. Thách thức là giảm hoặc loại bỏ muối kali đến mức có thể kiểm soát được. Kali được làm giàu trong tro lọc bụi tĩnh điện (ESP) và do đó tro ESP là một dòng thuận lợi để xử lý khi nhằm mục đích kiểm soát hàm lượng kali trong chu trình rượu Kraft. Các nhà máy đã giải quyết vấn đề bằng cách lọc sạch tro bụi tĩnh điện, nguyên nhân làm tăng thêm chi phí hóa chất (xút, sunfat).

1. Công nghệ sản xuất giấy Kraff

Bản chất của công nghệ bột hóa . Có hai công nghệ bột hóa chính:

Công nghệ Kraft: là công nghệ nấu bột bằng kiềm, là sử dụng hóa chất để hòa tan các thành phần không phải sợi xellulô trong nguyên liệu, giải phóng xellulô dưới dạng bột (sợi). Kiềm đây là hỗn hợp NaOH và Na2S có chức năng hòa tan lignín và semixellulô để giải phóng sợi xellulô. Khi đó nước thải (dịch nấu chứa hóa chất nấu và các hợp chất tự nhiên có trong gỗ, nhiều nhất là lignin) sẽ chứa nhiều kiềm (pH cao) và có mùi đặc trưng của các hợp chất lưu huỳnh (các tiol và sulphua-mercaptan),chỉ số COD và độ màu (do lignin) rất cao.

Về khía cạnh bột giấy nếu cần tẩy trắng nó sẽ tiêu thụ nhiều hóa chất tẩy trắng hơn so với bột nấu bằng phương pháp sulphit. Đây là công nghệ phổ biến nhất trên thế giới và cả ở Việt Nam. Một nhà máy bột giấy hoàn chỉnh bao gồm đầy đủ các công đoạn như được trình bày trong dưới đây. 

Sơ đồ công nghệ Kraft, các nguồn nước thải và tác nhân ô nhiễm 

Trong dây chuyền này nước, năng lượng và hóa chất được tuần hoàn tối đa. Dòng liệu (mảnh gỗ, tre) đi từ trái sang phải qua các công đoạn nấu, sàng (loại bỏ mấu, mảnh chưa chín), rửa, tẩy bằng oxygen, rửa trước khi sang công đoạn tẩy trắng bằng hóa chất. Nước sạch hầu như chỉ sử dụng để rửa bột ở công đoạn cuối của quá trình nấu bột, sau đó đi ngược dòng để rửa bột thô, dịch thải ở đây có nồng độ hóa chất và chất hữu cơ rất cao và có màu đen nên được gọi là dịch đen.  

Dịch đen được cô đặc đến mức đốt được, bổ sung Na2SO4 và được phun vào lò thu hồi hoạt động ở điều kiện đủ để khử sunphat thành sunphua, phần hữu cơ sẽ cháy sinh nhiệt dùng để sản xuất hơi sử dụng cho nhà máy, tro-xỉ là các hợp chất Na được chuyển thành Na2CO3 và Na2S. Hòa tan tro-xỉ này thu  được dịch xanh, cho phản ứng với vôi sẽ tái sinh được dịch trắng là hỗn hợp NaOH + Na2S quay lại nấu bột. Theo sơ đồ công nghệ kraft, hệ chưng bốc dịch đen và lò hơi thu hồi hóa chất vừa đóng vai trò thu hồi 95% hóa chất nấu bột vừa đóng vai trò xử lý trên 90% chất ô nhiễm của toàn nhà máy bột.

2. Chloride removal from the kraft recovery boiler ESP dust using the PRU system / Loại bỏ muối kali khỏi bụi ESP của lò hơi thu hồi kraft bằng cách sử dụng hệ thống lọc Eco-Tec - Model PRU

The Eco-Tec Potassium Removal System (PRU) offers a more efficient solution for removing potassium salts from the electrostatic precipitator ash. The key element of this system is that it utilizes Eco-Tec’s patented ion exchange process with specialized operating conditions to selectively remove potassium from a solution containing the dissolved ash. / Hệ thống Loại bỏ Kali Eco-Tec (PRU) cung cấp một giải pháp hiệu quả hơn để loại bỏ các muối kali khỏi tro bụi lọc tĩnh điện. Yếu tố quan trọng của hệ thống này là nó sử dụng quy trình trao đổi ion đã được cấp bằng sáng chế của Eco-Tec với các điều kiện vận hành chuyên biệt để loại bỏ kali một cách chọn lọc khỏi dung dịch chứa tro hòa tan.

The PRU system efficiency reduces the potassium salts to manageable levels while recovering valuable cooking chemicals (Na, SO4, and CO3). The systems are selected and designed to meet each Kraft mill’s unique operating requirements and chemical characteristics. / Hiệu quả của hệ thống PRU làm giảm muối kali xuống mức có thể quản lý được đồng thời thu hồi các hóa chất xút có giá trị (Na, SO4 và CO3). Các hệ thống được lựa chọn và thiết kế để đáp ứng các yêu cầu vận hành và đặc tính hóa học riêng của mỗi nhà máy Kraft.

2.2 Why Use the PRU System? / Tại sao sử dụng Hệ thống PRU?

Ash purging is widely used in the industry: no major capital equipment is required but the chemical losses are high. The installation of the Eco-Tec Potassium Removal System (PRU) reduces the risk of boiler corrosion and plugging while recovering valuable cooking chemicals (SO₄, and CO₃). This reduces the frequency of shutdowns of the recovery boiler. / Quá trình tẩy tro được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp: không cần thiết bị vốn lớn nhưng tổn thất hóa chất cao. Việc lắp đặt Hệ thống loại bỏ Kali Eco-Tec (PRU) giúp giảm nguy cơ ăn mòn trong khi thu hồi các hóa chất Xút có giá trị (SO4 và CO3). Điều này làm giảm tần suất ngừng hoạt động của lò hơi phục hồi.

Each pulp mill has different ash composition. The systems are designed to meet each kraft mill’s unique operating requirements and chemical characteristics. / Mỗi nhà máy bột giấy có thành phần tro khác nhau. Các hệ thống này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu vận hành và đặc tính hóa học riêng của mỗi nhà máy kraft.

The systems are designed to meet each kraft mill’s unique operating requirements and chemical characteristics. / Các hệ thống này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu vận hành và đặc tính hóa học riêng của mỗi nhà máy kraft.

Potassium salts depresses the recovery boiler deposit sticky temperature: / Muối kali làm giảm nhiệt độ của nồi hơi thu hồi

• Increased boiler fouling rates / Tăng tỷ lệ bám bẩn lò hơi
• Increased boiler downtime for washing / Tăng thời gian dừng lò hơi để rửa
• Increased soot blowing /Tăng muội thổi

Effect of Deposit Composition on Sticky Temperature / Ảnh hưởng của thành phần tiền gửi đến nhiệt độ dính

Sticky Temperature Chart / Biểu đồ nhiệt độ dính

• Chart uses mole% (typically = double % wt) / Biểu đồ sử dụng% mol (thường = double% wt)
• Recognize that chart was developed for desposit composition which is believed to be closer to the liquor composition than the ESP ash composition where Cl & K are enriched / Ghi nhận rằng biểu đồ được phát triển cho tlà gần với thành phần dung dịch hơn thành phần tro ESP trong đó Cl & K được làm giàu
• That said a lot of industry experience is based on ESP ash chloride data which tracks liquor composition / Điều đó nói lên rất nhiều kinh nghiệm trong ngành dựa trên dữ liệu clorua tro ESP theo dõi thành phần dung dịch
• Many mills are targeting 1% wt CI in ESP ash which corresponds to 0.3% wt in liquor solids or 0.6 mole% / Nhiều nhà máy đang nhắm mục tiêu 1% trọng lượng CI trong tro ESP tương ứng với 0,3% trọng lượng trong chất rắn trong dung dịch hoặc 0,6 mol%

Sticky Temperature Chart Potassium / Biểu đồ nhiệt độ dính Kali

• Potassium K is equivalent to sodium in pulping active alkali / Kali K tương đương với natri trong kiềm hoạt tính dạng bột
• Any loss of K must be madeup as sodium caustic / Bất kỳ sự mất mát nào của K phải được tạo thành xút natri
• In a mill that is controlling chlorides K makes little difference to sticky temperature lines on sticky temperature chart converge / Trong một nhà máy đang kiểm soát clorua K ít tạo ra sự khác biệt đối với các đường nhiệt độ dính trên biểu đồ nhiệt độ dính hội tụ
• An equivalent sticky temperature can be reached simply by achieving slightly lower chloride levels / Có thể đạt được nhiệt độ dính tương đương đơn giản bằng cách đạt được mức clorua thấp hơn một chút

ESP Ash Purging to Control Chlorides / ESP tro tẩy để kiểm soát clorua

Many mills have begun purging ESP ash to reduce chlorides / Nhiều nhà máy đã bắt đầu tẩy tro ESP để giảm clorua

ESP ash is targeted for purging or treatment due to enrichment of (Cl 2 to 3x) and K (1.5 to 2x )compared to liquors / Tro ESP được nhắm mục tiêu để tẩy hoặc xử lý do làm giàu (Cl 2 đến 3x) và K (1.5 đến 2x) so với rượu

Typical ESP Ash Composition / Thành phần tro bụi ESP điển hình

• Sodium:   25 to 30% wt
• Potassium:  3 to 5% wt
• Sulfate:  50 to 65% wt
• Carbonate: 1 to 10% wt
• Chloride: 1 to 5% wt
• Insolubles: < 0.25% wt

5. Benefits / Ưu điểm

High efficiency ~ simple package ~ proven reliability / hiệu quả cao ~ gói đơn giản ~ độ tin cậy đã được kiểm chứng

• Significantly less floor and head space. / Không gian sàn và đầu ít hơn đáng kể.
• Excellent removal efficiency and high chemical recovery. / Hiệu quả loại bỏ tuyệt vời và thu hồi hóa chất cao.
• Uses Eco-Tec’s highly efficient Salt Separation (SSU) process. / Sử dụng quy trình Tách muối (SSU) hiệu quả cao của Eco-Tec.
• Increased steam and power production, increased boiler capacity. / Tăng sản lượng hơi và giảm điện năng, tăng công suất lò hơi.
• No chemicals are required for resin bed regeneration – just water. / Không cần hóa chất để tái tạo lớp nhựa - chỉ cần nước.
• Pre-assembled, skid-mounted, and Easy to integrate into existing processes. / Được lắp ráp dạng skid và dễ dàng tích hợp vào các quy trình hiện có.
• Reduced downtime for recovery boiler washing, reduced operating and installation costs, reduced shipping costs. / Giảm thời gian dừng máy để rửa nồi hơi phục hồi, giảm chi phí vận hành và lắp đặt, giảm chi phí vận chuyển.
• Complete system design – Eco-Tec systems are highly automated and can often be used to service multiple lines. / Thiết kế hệ thống hoàn chỉnh - Hệ thống Eco-Tec có tính tự động hóa cao và thường có thể được sử dụng để bảo dưỡng nhiều dây chuyền.
• Factory assembled modules and testing in Eco-Tec’s ISO registered facility assures fast start-up and reliable operation. / Các mô-đun được lắp ráp tại nhà máy và thử nghiệm trong cơ sở đăng ký ISO của Eco-Tec đảm bảo khởi động nhanh và hoạt động đáng tin cậy.
• Proven, quality, corrosion resistant components and materials selected for long service life. / Các thành phần và vật liệu đã được kiểm chứng, chất lượng, chống ăn mòn được lựa chọn để có tuổi thọ lâu dài
• Eco-Tec provides start-up supervision, customer training, and access to the ECO-SERV program that includes performance monitoring and 24 hour telephone service. / Eco-Tec cung cấp dịch vụ giám sát khởi động, đào tạo khách hàng và truy cập vào chương trình ECO-SERV bao gồm giám sát hoạt động và dịch vụ điện thoại 24 giờ.

4. Technical Service and Support / Dịch vụ và hỗ trợ kỹ thuật

• On-site commissioning supervision, performance demonstration, and operator training / Giám sát vận hành tại chỗ, trình diễn hiệu suất và đào tạo người vận hành
• Performance monitoring and technical support program (Eco SERV™) / Chương trình hỗ trợ kỹ thuật và giám sát hiệu suất (Eco SERV ™)
• 24/7 telephone access to technical services support / Truy cập điện thoại 24/7 để hỗ trợ các dịch vụ kỹ thuật
• Extensive spare parts inventory for next day shipment of most replacement parts / Kho phụ tùng thay thế dồi dào để vận chuyển hầu hết các bộ phận thay thế ngay.