В этой статье описывается основной процесс низкотемпературного испарения.

В таких областях, как очистка промышленных сточных вод, концентрирование высокосолевых сточных вод, очистка биофармацевтических препаратов и т.д., низкотемпературная технология испарения постепенно становится основным методом благодаря своей высокой эффективности, энергосбережению и экологичности. В данной статье вы найдете всестороннее понимание современных основных направлений этой технологии. низкотемпературный процесс испарения с точки зрения технических принципов, основных процессов и применимых сценариев.

Почему процесс низкотемпературного испарения отличается высокой эффективностью и энергосбережением?

Низкотемпературное испарение — это эффективный и энергосберегающий метод испарения. Согласно формуле зависимости температуры от давления, при неизменном объеме жидкости, чем ниже давление, тем ниже температура кипения жидкости. Низкотемпературное испарение основано на этом принципе. За счет снижения внутреннего давления в испарителе, повышения степени вакуума и снижения температуры кипения жидкости увеличивается скорость испарения. Например, в вакуумной среде температура кипения воды может быть всего 30 °C, и для начала процесса испарения требуется лишь небольшое количество тепловой энергии. В то же время, в сочетании с технологией теплового насоса в качестве источника рециркуляции, потребление энергии снижается более чем на 501 тонну на 3 тонны по сравнению с традиционной технологией испарения.

Классификация и характеристики низкотемпературного процесса испарения

1. Низкотемпературный процесс испарения с использованием теплового насоса.

Принцип работы: Компрессор теплового насоса сжимает хладагент и нагревает его, выделяя тепло для нагрева сточных вод; хладагент расширяется и поглощает тепло, охлаждая, а пар конденсируется в воду.

Преимущества: низкотемпературное испарение, рабочая температура 35-40℃, термочувствительные вещества не подвержены разложению; не требуется внешний паровой поток, полностью электрический привод, высокая степень автоматизации.

Области применения: низкотемпературное испарение и концентрирование водных растворов, например, концентрирование лекарственных препаратов китайской медицины, экстракция растительных экстрактов, биологическая ферментация, пищевая промышленность и т. д.; концентрирование и снижение концентрации высококонцентрированных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, в области обработки поверхностей/гальванического покрытия, сточных вод от смазочно-охлаждающих жидкостей и высококонцентрированных сточных вод в полупроводниковой промышленности.

2. Паровой низкотемпературный процесс испарения

Принцип действия: Благодаря особенностям циркуляции пара и конструкции скребка, система спирального перемешивания со скребком используется в условиях отрицательного вакуума (около -95 кПа) для специальной обработки сточных вод с высокой соленостью, высокой температурой кипения и высокой вязкостью, обеспечивая энергосберегающую технологию испарения, концентрирования, кристаллизации и сушки сточных вод.

Преимущества: низкотемпературное испарение, рабочая температура 35-40℃, глубокая кристаллизация высококонцентрированных сточных вод.

Области применения: Тонкая химия – снижение испарения маточного раствора, полученного методом кристаллизации, в области пестицидов, фармацевтики и новых материалов; кристаллизация и сушка маточного раствора нечистых солей в отраслях с нулевым уровнем выбросов, таких как угольно-химическая промышленность, нефтехимическая промышленность, добыча нефти и газа, выплавка цветных металлов и т. д.

Применимые сценарии низкотемпературного процесса испарения

1. Фармацевтическая и пищевая промышленность, низкоконцентрированные и термочувствительные жидкие материалы.

Низкотемпературный испаритель позволяет эффективно осуществлять концентрирование в условиях низких температур, сохраняя при этом активность и качество эффективных компонентов в обрабатываемом материале в максимальной степени.

2. Химическая промышленность, высококонцентрированные и труднорастворимые растворы в качестве промежуточного сырья и сточные воды, образующиеся в процессе производства.

Низкотемпературный испаритель, благодаря уникальным преимуществам технологии низкотемпературного испарения, не только эффективно отделяет содержащуюся в нем воду, обеспечивает концентрирование и повторное использование материалов или сокращение объемов очистки сточных вод, но и значительно снижает энергопотребление.

3. Механическая обработка, обработка поверхностей, сточные воды от нефтесодержащих продуктов и гальванические сточные воды.

Низкотемпературный испаритель может эффективно справляться с потребностями в концентрировании таких сложных сточных вод и эффективно решать проблему очистки сточных вод.

Четыре основных преимущества низкотемпературного процесса испарения

Энергосбережение и снижение потребления: технология тепловых насосов позволяет рециркулировать более 801 тонны тепловой энергии (3 тонны на тонну), а энергопотребление на тонну очищенной воды составляет всего 30-50 кВт·ч.

Защита окружающей среды и безопасность: работа при низких температурах снижает образование нагара и выбросы вредных газов, а сконденсированная вода может быть использована повторно в соответствии со стандартами.

Высокая адаптивность: способен справляться со сложными условиями качества воды, такими как высокое содержание соли, высокое содержание ХПК и загрязненные нефтью сточные воды.

Высокая степень автоматизации: интегрированное управление ПЛК обеспечивает автоматическую подачу, пеногашение и удаление шлака, сводя к минимуму ручное вмешательство.

Примеры практического применения

Пример 1: Концентрирование экстрактов китайской медицины в известной фармацевтической компании.

Заказчик использует технологию низкотемпературного испарительного концентрирования с суточной производительностью 30 тонн экстрактов китайской медицины, что позволяет концентрировать сырье до заданной степени концентрирования, не только увеличивая производственную мощность в области китайской медицины, но и повышая безопасность эксплуатации оборудования и снижая энергопотребление.

Случай 2: Кристаллизация нечистого маточного раствора соли на известном угольном химическом предприятии.

Заказчик использует технологию низкотемпературного испарения с суточной производительностью 15 тонн конечного маточного раствора примесей соли, что позволяет эффективно предотвращать образование накипи, упрощать очистку и техническое обслуживание системы, а также повышать эффективность использования оборудования.

Случай 3: Концентрирование и кристаллизация сточных вод цинково-никелевого сплава в промышленном парке по обработке поверхностей.

Заказчик использует технологию низкотемпературного испарения для очистки 20 тонн сточных вод, содержащих цинково-никелевые сплавы, в сутки. Содержание никеля в дистиллированной воде составляет <0,1 ppm, а влажность концентрата — ≤181 TP3T, что сокращает общий процесс очистки и обеспечивает показатели конечного стока.

Технология низкотемпературного испарения меняет ландшафт обработки промышленных сточных вод благодаря своим преимуществам: энергосбережению, высокой эффективности и экологичности. При выборе предприятиям необходимо учитывать характеристики качества воды, масштаб обработки и бюджет, чтобы подобрать оптимальное технологическое решение. С развитием технологий низкотемпературное испарение станет одной из ключевых технологий защиты окружающей среды для достижения цели «двойного выброса углерода».