Tecnología de evaporación a baja temperatura Es un método de evaporación eficiente y que ahorra energía. La evaporación a baja temperatura se refiere a un proceso de evaporación con una temperatura de funcionamiento generalmente entre 35 y 50 °C. Es particularmente adecuado para tratar soluciones con altas concentraciones, alto contenido de sal o sustancias sensibles al calor. Su principio básico es utilizar una bomba de vacío para reducir la presión dentro del evaporador, reduciendo así el punto de ebullición de la solución, de modo que la evaporación se pueda realizar a una temperatura relativamente baja.
Principio de funcionamiento de la tecnología de evaporación a baja temperatura:
Precalentamiento: Este paso es completamente automático. Una vez que el balde de agua cruda alcanza el nivel medio del líquido, la bomba de agua se pone en funcionamiento para generar un vacío, el evaporador se llena automáticamente de agua y el compresor funciona para generar calor para calentar las aguas residuales en el tanque de evaporación. En el vacío, la temperatura de las aguas residuales aumenta a unos 30 °C, las aguas residuales comienzan a evaporarse y se completa el precalentamiento.
Proceso de evaporación y concentración: La temperatura de evaporación se establece en 35-40 °C, el compresor comprime el refrigerante para generar calor y, mientras el agua se evapora rápidamente, el refrigerante absorbe calor después de gasificarse a través de la válvula de expansión para refrigerarse, el vapor se eleva y se encuentra con el líquido frío para licuarse e ingresar al tanque de almacenamiento de agua, el refrigerante absorbe calor y es comprimido y calentado por el compresor para recalentar las aguas residuales. Si se forman burbujas durante el proceso de evaporación, el sensor lo detecta y se agrega automáticamente el antiespumante para eliminar las burbujas. Después de que se completa un ciclo, el concentrado comienza a descargarse (se puede configurar el tiempo de un ciclo).
Descarga de concentrado: después de completar un ciclo de evaporación, la bomba de compresión deja de funcionar, la válvula neumática de la tubería de concentrado se abre, el tanque de evaporación se presuriza y el concentrado se presiona dentro del barril de concentrado.
Principio y características de la tecnología de evaporación a baja temperatura:
Descompresión al vacío: el gas del interior del evaporador se extrae mediante una bomba de vacío para formar un entorno de baja presión. Dado que el punto de ebullición es proporcional a la presión, reducir la presión puede reducir el punto de ebullición de la solución. Por ejemplo, bajo presión atmosférica estándar, el punto de ebullición del agua es de 100 °C, pero en un entorno de vacío, el punto de ebullición puede descender a alrededor de 30 °C a 40 °C.
Evaporación y condensación: En un ambiente de baja presión, la solución comienza a evaporarse y a producir vapor. Esta parte del vapor se introduce luego en el condensador, donde se enfría y se condensa nuevamente hasta alcanzar el estado líquido, consiguiendo así la separación del disolvente y el soluto.
Compresión y reutilización de vapor: en algunos sistemas de evaporación a baja temperatura, el vapor se comprime aún más mediante el compresor, lo que aumenta la temperatura y la presión del vapor, lo que permite reciclarlo en el sistema como fuente de calor para calentar otras partes de la solución. Esta tecnología de recompresión de vapor mejora significativamente la eficiencia energética del sistema.
Características de ahorro de energía: El evaporador de baja temperatura utiliza el principio de las bombas de calor de baja temperatura para reutilizar el vapor de baja temperatura generado durante el proceso de evaporación después de elevar la temperatura a través del compresor, lo que reduce en gran medida el consumo de energía térmica adicional. En comparación con la tecnología de evaporación tradicional, puede reducir significativamente los costos operativos.
Intercambio de calor: generalmente se instala un intercambiador de calor en el evaporador para recuperar parte de la energía térmica y mejorar aún más la eficiencia energética.
Estado de aplicación de la tecnología de evaporación a baja temperatura
En la actualidad, los métodos físicos y químicos, el tratamiento con membranas, la destilación a alta temperatura, el tratamiento bioquímico, la evaporación a baja temperatura y otros métodos de tratamiento se utilizan comúnmente en el tratamiento de líquidos residuales industriales. Las ventajas del sistema de evaporación a baja temperatura son la evaporación a baja temperatura, la dificultad para generar incrustaciones, la cadena de proceso muy corta, la operación simple del equipo, el alto grado de automatización, la mayor eficiencia de concentración, el mantenimiento más conveniente y se ha aplicado bien en el tratamiento de líquidos residuales industriales, la concentración de líquidos residuales, la utilización de recursos de líquidos residuales, el tratamiento especial de líquidos residuales, etc.
A. Concentración de lixiviado de basura: El lixiviado de basura es un líquido de desecho orgánico de alta concentración con las características de alta concentración de DQO, alto croma, fuerte olor y difícil tratamiento. En la actualidad, se utiliza la tecnología de ósmosis inversa (OI) para el tratamiento, que aún produce concentrado de OI con alta sal, alto croma, alta DQO y difícil biodegradación, lo que representa alrededor de 20% a 50% del volumen de tratamiento de líquido de desecho.
El concentrado de lixiviado se concentra aún más mediante evaporación a baja temperatura al vacío. Las sales inorgánicas y las sustancias volátiles ingresan al vapor, y algunos contaminantes no volátiles, metales pesados, impurezas sólidas y otras sustancias permanecen en el concentrado. El concentrado se reduce aún más mediante separación centrífuga, prensado de filtros y otras medidas. El líquido se devuelve al extremo delantero del evaporador de baja temperatura para la evaporación circulante y el condensado producido cumple con los estándares para su descarga o reutilización.
Después de la tecnología de tratamiento de evaporación a baja temperatura, el agua se separa del lixiviado, los ácidos orgánicos volátiles, el amoníaco y los hidrocarburos volátiles ingresarán al condensado con el vapor, y las sustancias inorgánicas, los metales pesados y la mayoría de las sustancias orgánicas permanecerán en el concentrado restante. Los contenidos de DQO, TDS y NH3-N en el condensado se reducen. El proceso de evaporación puede concentrar el lixiviado a aproximadamente 2% a 10% del volumen original.
B. Concentración de residuos líquidos peligrosos: En la actualidad, los residuos líquidos peligrosos generados por la industria incluyen principalmente residuos líquidos de procesamiento mecánico, residuos líquidos de galvanoplastia, fluidos de corte, residuos líquidos de limpieza, residuos líquidos de fluorescencia y otros residuos líquidos, y sus componentes a menudo contienen componentes claramente especificados en la “Lista Nacional de Residuos Peligrosos”. En la actualidad, el método principal es subcontratar la eliminación a una empresa de terceros con calificaciones de eliminación. Si los residuos se tratan mediante evaporación a baja temperatura antes de ser transportados, se puede ahorrar en gran medida el costo de eliminación de residuos líquidos industriales peligrosos y el consumo de energía.
La tecnología de evaporación a baja temperatura se utiliza para concentrar y reducir los residuos líquidos peligrosos. La tasa de concentración de residuos líquidos alcanza 75%, la concentración de impurezas en el líquido concentrado es 80% y los contaminantes en el líquido residual se eliminan bien.
C. Líquido de desechos orgánicos con alto contenido de sal y difícil de degradar en la industria química del carbón: El líquido de desechos químicos del carbón generalmente tiene las características de alta DQO, alto contenido de sal, difícil de degradar y sustancias tóxicas. Algunos surfactantes se caracterizan por una fuerte lipofilia, fuerte capacidad de emulsión y dispersión, propiedades estables y no son fáciles de degradar. El licor madre concentrado se evapora y cristaliza para producir sal mixta. El sistema de evaporación a baja temperatura se puede introducir al final para cristalizar y secar el licor madre, lo que puede lograr una descarga cero de aguas residuales con alto contenido de sal en la industria química del carbón.
D. Tratamiento de líquidos residuales de yacimientos petrolíferos: Los líquidos residuales de petróleo pesado tienen las características de un alto contenido de petróleo, alto contenido de materia en suspensión y alta mineralización. Generalmente, la separación de petróleo y agua se lleva a cabo mediante calentamiento de serpentines. El calor requerido generalmente lo suministra la caldera. La combustión de la caldera requiere una gran cantidad de suministro de agua de alta calidad. El agua calentada a una determinada temperatura ingresa al serpentín para el intercambio de calor. Es difícil obtener agua en el sitio. Generalmente, el proceso de evaporación se utiliza para evaporar el líquido residual del yacimiento petrolífero en agua de alimentación de caldera de alta calidad. Esto no solo realiza el tratamiento del agua del yacimiento petrolífero, sino que también proporciona fuentes de agua de alta calidad para las calderas, formando un buen modelo de reciclaje y reutilización de recursos.
Utilizar la evaporación a baja temperatura para tratar las estaciones de tratamiento de aguas residuales de los yacimientos de petróleo y gas, las aguas residuales de petróleo pesado con alto contenido de sal y dureza, y los líquidos residuales de los yacimientos de gas con alto contenido de azufre. La concentración de sílice del líquido residual de petróleo pesado después del tratamiento es ≤ 50 mg/L, el contenido de petróleo es ≤ 2,0 mg/L y la conductividad del agua destilada obtenida por evaporación es de solo 17μS/cm, lo que cumple con los requisitos para el agua de alimentación de calderas. El líquido residual que contiene azufre se suaviza añadiendo álcali compuesto, coagulante y floculante, y el tratamiento profundo se reutiliza en calderas de recuperación térmica. La descarga cero se logra mediante una planificación razonable y la combinación con otros procesos de tratamiento de agua. Además, la tecnología de evaporación a baja temperatura se utiliza para tratar líquidos residuales con alto contenido de sal, fluido de perforación residual, fluido de retorno de fracturación y otros líquidos residuales generados durante el proceso de perforación. El agua tratada puede cumplir con los estándares correspondientes en el "Estándar integral de descarga de aguas residuales".
E. Tratamiento de líquidos residuales especiales: La evaporación a baja temperatura también se utiliza en el tratamiento de líquidos residuales especiales, como líquidos residuales de pintura, fluidos de corte, emulsiones residuales, líquidos residuales de productos químicos finos y líquidos residuales de galvanoplastia. Debido a las características de pequeño volumen de producción, alto contenido de contaminantes orgánicos difíciles de degradar, composición compleja y dificultad en el tratamiento, el uso de métodos físicos y químicos y métodos de tratamiento de membranas tiene un flujo de proceso largo, mantenimiento y reparación frecuentes y altos costos de tratamiento.
F. Utilización de recursos de líquidos residuales: La evaporación a baja temperatura se utiliza principalmente para la purificación de ácidos residuales y la recuperación de metales pesados en la utilización de recursos de líquidos residuales, lo que reduce la contaminación ambiental y realiza el reciclaje de recursos hasta cierto punto, y cumple con los requisitos nacionales para el tratamiento de protección ambiental.
Para el ácido nítrico residual que contiene cobre y el ácido nítrico residual que contiene titanio y el ácido fluorhídrico residual, se utiliza calentamiento a baja temperatura para volatilizar el ácido nítrico o el ácido fluorhídrico y el agua en el ácido residual en gas, y el gas ácido evaporado se enfría y se condensa para formar ácido nítrico o ácido fluorhídrico de regeneración.
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