Equipamento de cristalização por evaporação a baixa temperatura

Princípio de funcionamento

1. Redução da pressão por vácuo: Uma bomba de vácuo extrai gás do evaporador, criando um ambiente de baixa pressão. Como o ponto de ebulição é diretamente proporcional à pressão, a redução da pressão diminui o ponto de ebulição da solução. Por exemplo, a água ferve a 100 °C sob pressão atmosférica padrão, mas no vácuo, o ponto de ebulição pode cair para cerca de 30 °C a 40 °C.

2. Evaporação e Condensação: Em um ambiente de baixa pressão, a solução começa a evaporar, produzindo vapor. Esse vapor é então introduzido no condensador, onde é resfriado e condensado de volta ao estado líquido, obtendo-se assim a separação do solvente e do soluto.

3. Compressão e Reutilização de Vapor: Em alguns sistemas de evaporação a baixa temperatura, o vapor é comprimido por um compressor, aumentando sua temperatura e pressão, permitindo que seja reciclado dentro do sistema como fonte de calor para aquecer outras partes da solução. Essa tecnologia de recompressão de vapor melhora significativamente a eficiência energética do sistema.

4. Características de economia de energia: Os evaporadores de baixa temperatura utilizam o princípio de uma bomba de calor de baixa temperatura, reutilizando o vapor de baixa temperatura gerado durante a evaporação após sua temperatura ser elevada por um compressor. Isso reduz consideravelmente o consumo de energia térmica adicional e diminui significativamente os custos operacionais em comparação com as tecnologias de evaporação tradicionais. 5. Troca de calor: Os evaporadores normalmente incluem trocadores de calor para recuperar parte da energia térmica, melhorando ainda mais a eficiência energética.

Tipos de equipamentos

1. Evaporador MVR: Recupera vapor secundário através de um compressor, resultando em baixo consumo de energia e adequado para aplicações com vazão estável, mas requer um investimento inicial maior.

2. Evaporador de múltiplos efeitos: Utiliza o calor residual conectando vários evaporadores em série, equilibrando o consumo de energia e o custo, sendo adequado para empresas de médio porte.

3. Evaporador de Filme Descendente: Alto coeficiente de transferência de calor e curto tempo de residência, adequado para materiais sensíveis ao calor.

4. Evaporador de Circulação Forçada: Impulsiona a solução em alta velocidade utilizando uma bomba, adequado para soluções propensas à formação de incrustações ou com altas concentrações.

5. Cristalizador OSLO: Produz partículas cristalinas grandes, adequadas para aplicações com requisitos rigorosos de forma cristalina.

6. Cristalizador DTB: Adequado para produtos químicos finos que requerem supersaturação controlada.

Características do equipamento

1. Economia de energia e rapidez: Os equipamentos de cristalização por evaporação a baixa temperatura reduzem significativamente o consumo de energia através da tecnologia de descompressão a vácuo e recompressão de vapor, resultando em custos operacionais significativamente menores em comparação com as tecnologias de evaporação tradicionais.

2. Operação em ambiente totalmente fechado: O sistema opera de forma totalmente fechada, minimizando o risco de vazamento de gases de escape e águas residuais durante a operação, garantindo um alto fator de segurança e prevenindo eficazmente a poluição secundária.

3. Alto grau de automação: O equipamento é normalmente equipado com um sistema de controle PLC ou DCS, permitindo o monitoramento e ajuste em tempo real da temperatura, pressão e concentração, reduzindo a intervenção manual.

4. Tamanho compacto: Utilizando um design modular montado sobre patins, o sistema possui um tamanho compacto, reduzindo a dificuldade de instalação no local, os custos de investimento e a necessidade de espaço físico.

5. Alta qualidade de cristalização: Controlando com precisão os processos de evaporação e cristalização, é possível produzir cristais com tamanho de partícula uniforme e alta pureza.

Cenários de aplicação:

1. Tratamento de águas residuais industriais: Utilizado para tratar águas residuais contendo altas concentrações de sais (como cloreto de sódio, sulfato de sódio, nitrato de sódio, etc.), íons corrosivos (como íons cloreto, íons fluoreto) e íons incrustantes (como íons cálcio, íons magnésio), alcançando a redução da concentração e do volume das águas residuais, além da recuperação de sais.

2. Produção de Produtos Químicos: Utilizado na produção de produtos químicos como sulfato de sódio e cloreto de sódio, melhorando a qualidade do produto através da tecnologia de cristalização por evaporação a baixa temperatura.

3. Novos Materiais Energéticos: Utilizados no tratamento de lixiviados de óxido de lítio-cobalto provenientes de baterias de lítio, resíduos ácidos da texturização de painéis fotovoltaicos, etc., recuperando cristais como fluoreto de sódio e sulfato de sódio.

4. Biofármacos: Utilizados no tratamento de caldo de fermentação de levedura antibiótica, resíduos de cristalização sintética, etc., extraindo cristais orgânicos e protegendo componentes sensíveis ao calor.

5. Descarte de Resíduos Perigosos: Utilizado para tratar concentrado de osmose reversa proveniente de lixiviado de aterro sanitário, eluente de cinzas volantes de incineradores, etc., reduzindo a quantidade de resíduos perigosos.

Os equipamentos de cristalização por evaporação a baixa temperatura, devido às suas características de economia de energia, rapidez, segurança e respeito ao meio ambiente, têm sido amplamente utilizados em diversos campos e representam um importante meio técnico para alcançar a recuperação de recursos e a proteção ambiental.