Trung hòa là trung tâm của quá trình làm sạch, mà thiết bị trung hòa lại là một trong những thiết bị làm sạch trọng điểm. Thiết bị trung hòa tốt hay xấu sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch. Dưới đây ta sẽ lần lượt giới thiệu bộ trung hòa đường ống kiểu hút tương đối có tính đại diện và bộ trung hòa đường ống kiểu SH – T.
a) Nguyên lý thiết bị
Tại chỗ chất lỏng có tốc độ chảy lớn nhất thì có áp suất bé nhất, ngược lại tại chỗ chất lỏng có tốc độ chảy bé nhất thì có áp suất lớn nhất. Kết luận này đã được ứng dụng trong đời sống hằng ngày của chúng ta.
Bộ trung hòa đường ống cũng dựa trên nguyên lý này để thiết kế. Nên bộ trung hòa đường ống kiểu thẳng đứng hoặc kiểu nằm ngang đều thông qua bơm để phun nước mía ra với tốc độ phun rất cao (thường tốc độ đạt tới 20 – 30 m/giây) tại đầu phun (đầu phun nhiều hoặc đầu phun đơn). Do tốc độ của dòng ở cửa miệng phug rất lớn, áp suất chân không, cho nên khi lưu huỳnh từ trong lò đốt lưu huỳnh có thể bị đường ống liên tục hút ra. Đồng thời bảo đảm lượng không khí mà lo đốt lưu huỳnh cần dùng.
b) Kết cấu của bộ trung hòa đường ống kiểu hút và trung hòa đường ống kiểu SH – T
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
34
Hiện nay ở Trung Quốc đang sử dụng phổ biến hai loại bộ trung hòa đường ống kiểu hút, nhìn từ bên ngoài có thể phân thành loại đứng và loại nằm ngang. Nhưng về nguyên lý và chi tiết chính của nó cơ bản giống nhau,ví dụ như bộ phận hút phun giống nhau đều bao gồm có: bộ đầu phun, buồng hút, ống nén (hoặc còn gọi là ống hòa lẫn), ống khuếch tán tăng áp, ống phản ứng, tất cả 5 bộ phận, đây là phần chính của thiết bị. Nhưng cũng có một số đặc điểm chung, như đường ống kiểu hút nằm ngang là dùng bộ phun đơn và có dùng van kim để điều chỉnh kích thước tiết diện phun. Đồng thời nước mía sau khi đi qua đường ống phản ứng thì lập tức theo hướng tiếp tuyến đi vào thùng tản khí. Nước mía sẽ chuyển động xoáy rất nhanh trong thùng tản khí và va đập vào 6 tấm chắn trên thành thùng tản khí, tạo thành tác dụng khuấy để hoàn thành cả quá trình phản ứng trung hòa. Còn bộ trung hòa phun kiểu đứng thì lại dùng nhiều bộ phun, thông qua nhiều đầu phun xếp thành dãy có góc nghiêng nhất định đi qua một khoảng dài nhất định tụ tập lại trên một tiêu điểm, đồng thời sau khi nước mía đi qua đường ống phản ứng, lợi dụng trọng lượng bản thân của nó và lực va đập cùng với nhũ vôi đi qua phễu nhiều lỗ hình chóp để tiến hành hòa trộn, hoàn thành cả quá trình trung hòa..
Kết cấu chủ yếu của bộ trung hòa đường ống kiểu SH – T là nước mía thông qua bơm theo hướng tiếp tuyến đưa vào bộ tạo xoáy sẽ tiếp xúc với khí sunfuarơ do quạt ly tâm đưa đến bộ phận đỉnh của bộ tạo xoáy và tạo thành dòng xoáy ở đó, sau đó đi ngay vào ống phản ứng có cánh chân vịt quay, cùng với nhũ vôi thực hiện phản ứng trung hòa, cuối cùng đi vào thùng hòa trộn dung dịch kín, nước mía trung hòa chảy trào ra ngoài tức là đã hoàn thành xong cả quá trình trung hòa.
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
35
Bộ xông lưu huỳnh nước mía kiểu đường ống, về nguyên lý cơ bản và kết cấu đều hoàn toàn giống bộ trung hòa nước mía tương ứng, chỉ có chỗ khác nhau là nó không có nguyên công gia vôi, chỉ đơn thuần hút khí lưu huỳnh mà thôi.
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
36
Hình 3.4. Bộ trung hòa đường ống kiểu SH – T
c) Ưu nhược điểm của các thiết bị xông lưu huỳnh trung hòa kiểu đường ống
Hiện nay, các nhà máy đường đang sử dụng ba loại bộ trung hòa đường ống. So với thiết bị trung hòa trước đây có rất nhiều điểm ưu việt hơn. Cả ba loại bộ trung hòa đường ống đều đốt lưu huỳnh ở áp suất âm, đã cải thiện rất nhiều vệ sinh môi trường và điều kiện thao tác của công nhân. Đồng thời phản ứng trung hòa cũng tương đối nhạy và đồng đều, độ acid tương đối ổn định, thời gian phản ứng ngắn (thường khoảng 15 – 25 giây), có lợi cho việc giảm thấp sự chuyển hóa của đường saccharose và sự phân giải
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
37
đường hoàn nguyên. Do nước mía trong đường ống ở trạng thái chảy rối mãnh liệt, khí và nước tiếp xúc rất tốt, hiệu suất truyền chất cao, hiệu suất hấp thu lưu huỳnh trên 98%, tiết kiệm lưu huỳnh rất nhiều. Thiết bị tương đối đơn giản, so với bộ trung hòa liên tục có thể tiết kiệm được động lực và vốn đầu tư khá lớn. Cả ba loại trung hòa đường ống kể trên trong sản xuất cũng tồn tại một số vấn đề đang chờ đợi tiếp tục khắc phục và cải tiến. Trong đó bộ trung hòa đường ống kiểu SH – T tương đối khá hơn. Khi lượng nước mía chảy đến giảm đột ngột, độ chân không trong đường ống bị giảm, lượng khí lưu huỳnh được hút vào bị giảm nhiều, số lượng mililít xông lưu huỳnh sẽ bị giảm; khi biến đổi lượng ép mía lớn hơn thì phải thay đầu phun (kiểu nằm ngang); khi đường ống nước đường có nhiều bọt một số nhà máy phải cho chất bột dầu đỏ làm chất khử bọt. Bộ trung hòa kiểu SH – T do lưu lượng gió của quạt gió quá lớn, nồng độ khí lưu huỳnh không đủ cao, ảnh hưởng đến việc nâng cao hơn lượng mililít nước mía trung hòa. Đặc biệt loại quạt ly tâm, giữa áp lực gió và lưu lượng gió còn tồn tại một số mâu thuẫn, do cần phải có áp suất gió là 600 – 700mm cột nước, lưu lượng gió nói chung đều tương đối lớn, cho nên loại quạt gió này trang bị cho cho các nhà máy đường cỡ vừa và nhỏ là có khó khăn. Ngoài ra, cả ba loại bộ trung hòa đường ống nước đường này cũng giống nhau ở các thiết bị trung hòa trước đây, đóng cáu cặn tương đối nhiều, nếu thời gian sử dụng tương đối dài, không kịp thời làm sạch các cáu cặn sẽ có thể làm tắc đường ống và đầu phun, ảnh hưởng đến sản xuất.