Análise de 4 tipos comuns de evaporadores MVR: características e cenários de aplicação

Os evaporadores MVR evoluíram para diversas formas estruturais com base nas características dos materiais e nos requisitos do processo. A seguir, apresentamos quatro tipos comuns de evaporadores MVR, descrevendo suas características estruturais, vantagens operacionais e cenários de aplicação típicos para facilitar a seleção em engenharia e servir como referência para aplicações práticas.

I. Evaporador MVR de Filme Descendente

Características: O material entra pela parte superior do evaporador, é distribuído uniformemente na parede interna dos tubos de troca de calor, formando uma película líquida que flui para baixo, trocando calor com a fonte de calor para evaporação.

Alto coeficiente de transferência de calor, baixa perda de diferença de temperatura, baixa temperatura de evaporação e curto tempo de residência.

Adequado para materiais sensíveis ao calor e que formam espuma facilmente; menos propenso à carbonização.

Vantagens : Baixo consumo de energia, alta intensidade de evaporação.

Evaporação suave, com perda mínima de componentes eficazes.

Aplicações: Indústria farmacêutica: Concentração de caldo de fermentação e extratos da medicina tradicional chinesa.

Indústria alimentícia: Concentração de suco de frutas, produtos lácteos e soluções proteicas.

Indústria química: Evaporação de soluções de baixa viscosidade e recuperação de solventes.

Limitações: Não é adequado para materiais de alta viscosidade, alta concentração e com tendência à formação de incrustações.

II. Evaporador MVR de Circulação Forçada

Características: O material é forçado a circular em alta velocidade dentro dos tubos de aquecimento por uma bomba de circulação de alta vazão; a evaporação por ebulição é concluída dentro do separador.

Estrutura robusta, resistente a altas concentrações e incrustações; capaz de lidar com materiais com elevado aumento do ponto de ebulição.

Vantagens: Previne a formação de incrustações e entupimentos; adaptável a soluções com alto teor de sal e sólidos.

Operação estável, fácil de implementar em operação contínua.

Aplicações: Tratamento de águas residuais com alto teor de sal, concentração e cristalização de soluções-mãe salinas.

Evaporação de intermediários de alta concentração nas indústrias químicas finas e farmacêuticas.

Dessalinização da água do mar, recuperação de recursos (ex.: cristalização de cloreto de sódio e sulfato de sódio).

Limitações: Consumo de energia superior ao dos evaporadores de película descendente.

Investimento maior em equipamentos.

III. Evaporador MVR de Filme Ascendente

Características: O material entra no tubo de troca de calor pela parte inferior, ferve rapidamente após o aquecimento e o vapor impulsiona a película líquida para cima, onde ocorre a evaporação.

Alta intensidade de evaporação e alta eficiência de transferência de calor.

Vantagens: Alta taxa de evaporação, curto tempo de aquecimento do material.

Estrutura simples, alta flexibilidade operacional.

Aplicações: Concentração de materiais sensíveis ao calor (ex.: algumas soluções farmacêuticas, líquidos alimentares).

Evaporação rápida de soluções de baixa viscosidade e não incrustantes.

Etapa de pré-concentração de águas residuais industriais.

Limitações: Sensível à fluidez do material e à tendência à formação de incrustações. Não é adequado para materiais de alta viscosidade ou alta concentração.

IV. Evaporador MVR de cristalização OSLO/DTB (com cristalizador)

Características: Combina processos de evaporação e cristalização, apresentando uma zona de crescimento de cristais exclusiva, permitindo a cristalização de partículas grandes com tamanho de partícula controlável.

A estrutura DTB (tubo de drenagem com defletores) ou OSLO (circulação externa) facilita a separação do líquido claro dos cristais.

Adequado para cristalização contínua, cristalização gradual e produção de cristais de alta qualidade.

Vantagens : Distribuição uniforme e de tamanho adequado do tamanho das partículas de cristal, facilitando a subsequente separação por centrifugação e secagem.

Supersaturação controlável, proporcionando um bom ambiente para o crescimento de cristais.

Cenários de aplicação: Cristalização e purificação de substâncias valiosas na indústria farmacêutica (ex.: antibióticos, ácidos orgânicos).

Separação por cristalização de alta qualidade de produtos químicos finos (ex.: aminoácidos, vitaminas).

Recuperação de recursos de águas residuais com alto teor de sal, produzindo sal industrial através da separação e cristalização do sal.

Limitações: Estrutura complexa, alto investimento e requisitos de automação.

Requer controle preciso do processo e experiência operacional. 

Tabela Resumo da Comparação

Recomendações de seleção

• As características do material são a base principal para a seleção, tais como termossensibilidade, viscosidade, tendência à formação de incrustações, concentração, etc.

• Os objetivos do processo (concentração, cristalização, recuperação de solventes, descarga zero de águas residuais) determinam o tipo estrutural.

• A economia operacional e o nível de automação também precisam ser considerados de forma abrangente.

Conclusão

Os diferentes tipos de evaporadores MVR têm focos distintos para diferentes processos e requisitos de materiais. Em aplicações práticas, é necessário combinar a qualidade da água, a produção, a qualidade do produto, o investimento e os custos operacionais para selecionar o tipo de equipamento mais adequado. Se necessário, eles podem ser combinados para atingir os objetivos abrangentes de alta eficiência, economia de energia, reciclagem de recursos e proteção ambiental.