عارف جلايي

Preliminary process design and economic eva‎luation of a Lignin recovery Unit from kraft black liquor

يكي از پسماندهاي حاوي مواد بسيار باارزش همچون ليگنين، مايع پخت سياه (بلك ليكور) حاصل از فرآيندهاي خميرسازي در كارخانه هاي توليد خمير و كاغذ مي باشد كه متاسفانه در كشور ما صرفا اين مايع پخت سياه سوزانده شده و تنها از ارزش حرارتي آن استفاده مي شود؛ در اغلب اوقات حتي اين پسماند با ارزش صرفا دفع خواهد شد. در اين پروژه به فرآيندهاي خمير و كاغذسازي، وضعيت صنعت خمير و كاغذ در كشور، راههاي ايجاد ارزش افزوده از مايع پخت سياه، مخصوصا به عنوان منبعي سرشار و غني از ليگنين اشاره ميكنيم، و به فرآيندهاي بازيابي ليگنين مي پردازيم؛ همچنين به طراحي مقدماتي تجهيز فرآيندي (تبخيركننده) مورد استفاده در فرآيند بازيابي ليگنين از مايع پخت سياه پرداخته شد و در نهايت طرح موجود، مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. در اين فرآيند، تبخيركننده مورد استفاده از نوع گردش طبيعي و لوله عمودي بلند (LTV) و جهت ورود خوارك به صورت Backwardميباشد كه به علت ويسكوز بودن خوراك و سطح انتقال حرارت مناسب، اين نوع تبخيركننده انتخاب و مورد بررسي قرار گرفت. در طراحي تبخيركننده دو مرحله‌اي پس از نوشتن معادلات موازنه جرم و انرژي و حل دستگاه معادلات موجود، مشاهده شد كه براي تغليظ 333040 lb مايع پخت سياه داراي %13.93جامد و رسيدن به %52جامد در تبخيركننده دو مرحله‌اي اقتصاد بخار برابر با 1.73و سطوح تبادل حرارت براي مرحله اول و دوم طي يك مرحله محاسبات نيز به ترتيب 12857/32و 11844/75فوت‌مربع بدست آمد. در طراحي تبخيركننده سه مرحله‌اي براي شرايط مشابه نيز اقتصاد بخار برابر با 2.48و سطوح تبادل حرارت براي مراحل اول، دوم و سوم به ترتيب برابر با 12041/31 ،12919/29و 11333/62فوت‌مربع محاسبه شدند. همانطور كه انتظار مي‌رفت در تبخيركننده سه مرحله‌اي به علت اقتصاد بخار بهتر، بخار مصرفي كمتري براي تغليظ اين حجم مشخص از مايع پخت سياه مورد نياز مي‌باشد. در منابع موجود و بررسي واحدهاي عملياتي مشابه براي تغليظ اين حجم از مايع پخت سياه و رسيدن به درصد جامد نهايي حدود ،%50از تبخيركننده شش مرحله‌اي با اقتصاد بخار حدود 5استفاده شده است؛ باتوجه به اينكه از نظر اقتصادي در نگاه اول شايد طراحي تبخيركننده با بيش از سه مرحله مقرون به صرفه نباشد اما چون در اين فرآيند هدف استحصال يك ماده باارزش يعني ليگنين از مايع پخت سياه مي‌باشد و شرايط عملياتي بايد به گونه‌اي تامين شود تا فرآيند بازيابي را ممكن سازد (درصد جامد نهايي مايع پخت سياه حدود %50باشد)، تبخيركننده شش مرحله‌اي پيشنهاد شده و مورد استفاده قرار گرفته است.

مايع پخت سياه , ليگنين , خمير و كاغذ , فرآيند كرافت , تبخيركننده , اقتصاد بخار