Como é que os secadores de MVR (recompressão mecânica de vapor) e de licor-mãe são integrados em sistemas industriais de evaporação de salmoura?

Em processos industriais de salmoura com "descarga zero", o evaporador MVR realiza apenas a tarefa de "concentração principal", transformando 99% da água em condensado limpo para reutilização. No entanto, ele não consegue superar o gargalo final do "licor-mãe". O secador de licor-mãe (também chamado de secador de licor-mãe ou secador de tambor/raspador) é projetado para solucionar completamente o problema do licor-mãe. Em engenharia, ambos são geralmente combinados em uma configuração de circuito fechado de "três estágios". A divisão específica de trabalho e os pontos de acoplamento são os seguintes:

I. Posicionamento do Sistema e Limites do Processo

1. Estágio MVR – "Redução de mais de 90%"

Tarefa: Evaporar 8% de concentrado de membrana ou líquido amolecido até um TDS de 20-30%, produzindo água reciclada e sal centrifugado.

Gargalo: A intensidade da evaporação cai drasticamente após o aumento do ponto de ebulição e o aumento da viscosidade; matéria orgânica e impurezas se acumulam, exigindo a descarga periódica da solução-mãe para manter a estabilidade do sistema.

2. Seção de Secagem da Água-Mãe – “Utilização Total do Líquido”

Tarefa: Secar o líquido-mãe do efluente do MVR (contendo 70–85% de água, 25–45% de TDS e altamente enriquecido com DQO e metais pesados) em uma única etapa, transformando-o em um sal misto sólido com teor de água de 5–15%, alcançando o “descarte líquido zero”.

Características: Secagem em camada fina a baixa temperatura (45–90℃), a vácuo ou à pressão atmosférica; capaz de processar materiais extremos com viscosidade >5000 cP e elevação do ponto de ebulição >25℃.

II. Processo Acoplado Típico

1. Pré-aquecimento, concentração e cristalização

Salmoura concentrada → evaporador de circulação forçada MVR (87–95℃) → centrífuga → sal industrial (NaCl, Na₂SO₄, etc.)

A solução-mãe centrifugada a 70–80℃ é bombeada diretamente para o secador de solução-mãe, eliminando a necessidade de aquecimento secundário e economizando 20–30% do consumo de calor.

2. Secagem a vácuo em baixa temperatura: O secador incorpora um raspador/tambor que gira a 2–10 rpm para formar uma película líquida de 0,5–1 mm. O vapor secundário é aspirado a 70–90 kPa por uma bomba de vácuo, reduzindo o ponto de ebulição para 45–65 °C, o que impede a pirólise da matéria orgânica.

O condensado, após a mistura com o condensado do MVR, apresenta um TDS <200 mg/L e pode ser totalmente reutilizado.

3. Coleta de Sal Seco e Tratamento de Gases Residuais: O sal seco possui um teor de umidade ≤15% e é ensacado diretamente para descarte de resíduos perigosos ou depositado em aterro sanitário rígido. O vapor secundário, contendo traços de poeira, é tratado por meio de um processo de "remoção de poeira por película de água + desembaçamento + carvão ativado" antes de ser descartado em conformidade com as normas.

III. Técnicas de Acoplamento de Energia e Equipamentos

1. Utilização em cascata da fonte de calor: O vapor a 120–130 °C da saída do compressor MVR aquece primeiro a sua própria câmara, enquanto o condensado (75–80 °C) é então alimentado na camisa do secador de licor-mãe, permitindo a utilização secundária do calor residual e reduzindo o consumo total de energia em 40–60%.

2. Sistema de vácuo compartilhado: A bomba de vácuo do secador aspira simultaneamente gases não condensáveis do MVR, reduzindo a carga da bomba de vácuo do MVR em 15 a 20% e diminuindo a potência do eixo do compressor.

3. Sinergia entre Materiais e Limpeza: A seção MVR utiliza aço duplex 2205/2507 para resistir ao Cl⁻; o cilindro do secador utiliza aço 316L com raspadores de esmalte ou liga de titânio, resistindo a altos níveis de DQO e incrustações de alta dureza; o ciclo de limpeza é estendido de 7-10 dias para um único MVR para 21-30 dias, reduzindo os custos anuais de manutenção em mais de 50%.

IV. Visão geral do caso de aplicação:

1. Concentrado de lixiviado de aterro: DTRO + MVR + secagem com raspador de licor-mãe, taxa de produção de água >90%, teor de sal seco ≤10% de água, redução do volume do aterro em 75%.

2. Sistema de Sulfato de Sódio para Efluentes de Baterias de Lítio: O MVR concentra o sulfato de sódio a 25% de TDS, e o secador de licor-mãe realiza a secagem a vácuo a 45°C, economizando aproximadamente 3,2 milhões de yuans em custos de descarte de resíduos perigosos anualmente. 3. Separação de Sais Químicos do Carvão com Descarte Zero: Separação de sais por nanofiltração → MVR (NaCl) + evaporação de múltiplos efeitos (Na₂SO₄). O licor-mãe de ambos os sistemas é combinado e alimentado em um secador de tambor, produzindo, ao final, 700 t/ano de sal misto, que é totalmente descartado em aterro sanitário.

V. Resumo: O MVR é responsável pela redução inicial de "grande volume de água e baixo consumo de energia", enquanto o secador de licor-mãe completa a solidificação final de "pequeno volume de água e alto teor de impurezas". Os dois são perfeitamente conectados por meio de "compartilhamento de calor, compartilhamento de vácuo e fornecimento direto de licor-mãe", formando juntos a rota técnica mais econômica, estável e compacta para o descarte zero de salmoura concentrada.