Evaporador de placas de quádruplo efeito com capacidade de 250 t/d para tratamento de águas residuais com elevada salinidade provenientes de aditivos de borracha e sulfato de sódio.

Contexto do projeto

Este fabricante de aditivos para borracha gera diariamente 250 toneladas de efluentes com alto teor de sulfato de sódio, chegando a 12% de sulfato de sódio, com DQO de aproximadamente 8000 mg/L e pH fortemente alcalino. Anteriormente, utilizava-se o processo tradicional de "diluição + tratamento biológico", que além de ser dispendioso, apresentava dificuldades para atender aos padrões ambientais. A empresa enfrenta significativa pressão ambiental e gargalos de produção.

Parâmetros de projeto

• Capacidade de tratamento: 250 toneladas/dia

• Sulfato de sódio na entrada: 12%

• DQO afluente: 8000 mg/L

• Objetivos do projeto: Taxa de recuperação de sulfato de sódio ≥95%, taxa de reutilização de condensado ≥90%, atingindo descarga zero.

Fluxograma do processo

1. Etapa de pré-tratamento: Um processo combinado de "coagulação, sedimentação e flotação" é utilizado para remover sólidos em suspensão e parte da matéria orgânica das águas residuais, reduzindo o risco de incrustações no evaporador subsequente.

2. Etapa de evaporação e cristalização: Um evaporador de quatro efeitos do tipo placa é selecionado, utilizando o calor latente do vapor múltiplas vezes para alcançar a concentração e cristalização eficientes do sulfato de sódio.

3. Etapa de pós-processamento: O sulfato de sódio cristalizado é centrifugado e seco para obtenção do sulfato de sódio anidro; o condensado é tratado bioquimicamente e reutilizado na produção.

Seleção e configuração de equipamentos

1. Evaporador de quatro efeitos tipo placa: Fabricado em aço inoxidável 316L, apresenta alta eficiência de transferência de calor, tamanho compacto e fácil manutenção.

2. Compressor de vapor: Um compressor centrífugo de alta eficiência foi selecionado para garantir o funcionamento estável do evaporador em condições de baixa diferença de temperatura.

3. Sistema de controle automático: Um sistema de controle distribuído (DCS) é adotado para alcançar o controle totalmente automatizado, incluindo o monitoramento e ajuste em tempo real de parâmetros-chave como nível de líquido, temperatura, pressão e vazão.

Sistemas auxiliares

1. Pré-aquecedor: Utiliza o vapor secundário gerado pelo evaporador para pré-aquecer as águas residuais, melhorando a eficiência térmica do sistema.

2. Tanque de condensado: Recolhe o condensado gerado pelo evaporador, trata-o e reutiliza-o na produção.

3. Sistema de vácuo: Mantém o evaporador sob alto vácuo, reduzindo o ponto de ebulição e o consumo de energia.

Resultados do tratamento

• Taxa de recuperação de sulfato de sódio: ≥95%

• Taxa de reutilização do condensado: ≥90%

• Taxa de remoção de DQO: ≥99%

• Estabilidade operacional do sistema: Operação contínua por 12 meses sem falhas graves.

Indicadores de consumo de energia

• Consumo de vapor: 0,28 toneladas de vapor por tonelada de água

• Consumo de eletricidade: 15 kWh/tonelada de água

• Consumo energético total: Mais de 60% inferior ao dos evaporadores tradicionais de efeito simples.

Benefícios econômicos

• Custo operacional: 40% menor que os processos tradicionais.

• Período de retorno do investimento: Aproximadamente 18 meses

• Receita de subprodutos: A receita anual de vendas de sulfato de sódio anidro é de aproximadamente 3 milhões de RMB.

Vantagens técnicas

1. Alta eficiência e economia de energia: O evaporador de quatro efeitos utiliza plenamente o calor latente do vapor, economizando mais de 60% de energia em comparação com os evaporadores tradicionais de efeito único.

2. Operação estável: O evaporador de placas possui uma estrutura compacta, alto coeficiente de transferência de calor e forte capacidade anti-incrustante.

3. Alto grau de automação: O sistema DCS permite o controle totalmente automatizado, reduzindo a intervenção manual e os erros operacionais.

4. Alta adaptabilidade: O sistema pode ajustar automaticamente os parâmetros operacionais de acordo com as flutuações na qualidade do efluente, garantindo a conformidade estável do mesmo. 5. Reciclagem de recursos: Permite a recuperação eficiente de sulfato de sódio, transformando resíduos em recursos valiosos e aumentando os benefícios econômicos da empresa.

Feedback do cliente: O cliente afirmou: "Desde que adotamos este sistema de evaporador de quatro efeitos tipo placa, nossos custos de tratamento de águas residuais diminuíram significativamente e conseguimos reciclar e reutilizar o sulfato de sódio, alcançando uma situação vantajosa tanto para a proteção ambiental quanto para os benefícios econômicos. O sistema tem funcionado de forma muito estável por mais de um ano, praticamente sem falhas, e sua operação é muito simples, reduzindo consideravelmente nossa carga de trabalho de manutenção."

Este caso demonstra plenamente a alta eficiência, estabilidade e economia dos evaporadores de quatro efeitos do tipo placa no tratamento de efluentes com alta concentração de sulfato de sódio provenientes da indústria de aditivos para borracha. Através de um projeto de processo científico, seleção criteriosa de equipamentos e um sistema de controle inteligente, o sistema não só alcança o descarte zero de efluentes e a reciclagem de recursos, como também proporciona benefícios econômicos e ambientais significativos para as empresas, servindo como modelo para o tratamento de efluentes com alta concentração de sal na indústria de aditivos para borracha.