سيناريوهات تطبيق معدات التبلور بالتبخير MVR في المصانع الكيميائية الدقيقة

يمكن تلخيص التحدي الرئيسي لمعدات التبلور بالتبخير بتقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) في مصانع الكيماويات الدقيقة في استعادة ثلاثة أنواع من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة: عالية الملوحة، عالية الطلب الكيميائي الكيميائي (COD)، ومنتجات عالية القيمة المضافة. بالاستفادة من مزايا إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) المتمثلة في انخفاض درجة الحرارة وتوفير الطاقة والإغلاق الكامل، يمكن للشركات تحقيق "عدم تصريف مياه الصرف" و"استعادة المكونات القيّمة" في آنٍ واحد.

١. عدم تصريف مياه الصرف العضوية عالية الملوحة:  غالبًا ما تستخدم العمليات الكيميائية الدقيقة حمض الهيدروكلوريك، أو حمض الكبريتيك، أو الصودا الكاوية كوسائط تفاعل/معادلة، مما ينتج عنه مياه صرف في نهاية الأنابيب بتركيزات ملحية تتراوح غالبًا بين ٨٪ و٢٠٪، وغالبًا ما تحتوي على مواد خام غير متفاعلة ومذيبات ثانوية. يصعب الحفاظ على استقرار أنظمة التبخير التقليدية متعددة التأثيرات على المدى الطويل نظرًا لارتفاع استهلاك البخار وتكاليف التشغيل. تُقلل أنظمة التبخير متعددة التأثيرات (MVR) استهلاك البخار إلى ١٠-٢٥ كجم لكل طن من الماء، واستهلاك الطاقة إلى أقل من ١٢٠ كيلوواط/ساعة، والمواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) من ٣٠٠٠٠ ملجم/لتر إلى أقل من ٨٠ ملجم/لتر، ومعدل استرداد الملح ≥ ٩٨٪، ومعدل أملاح الشوائب <٥٪، ودورة تشغيل مستمرة تتجاوز ٣٦٥ يومًا.

٢. تركيز وتبلور الأصباغ والصبغات والمواد الوسيطة:  تُنتج عمليات تمليح الأصباغ محلولًا أمًا يحتوي على ١٠٪ - ٢٥٪ من كلوريد الصوديوم أو كبريتات الصوديوم، و٢٪ - ٥٪ من المواد الوسيطة للصبغة. يُجنّب التبخير باستخدام تقنية MVR في درجات حرارة منخفضة (٥٠-٧٥ درجة مئوية) تحلل المواد الوسيطة الحساسة للحرارة. في الوقت نفسه، يُنتج استخدام مُبلور OSLO/DTB للتحكم في فرط التشبع ضمن نطاق ±٠.٥٪ بلورات بمتوسط حجم جسيمات يتراوح بين ٠.٦ و١.٢ مم، مما يُؤدي إلى فقدان أقل من ٠.٣٪ من الصبغة بعد الطرد المركزي. حاليًا، تستخدم العديد من المجمعات الصناعية للأصباغ في الصين هذه العملية، مما يُحقق إعادة استخدام ١٠٠٪ للمكثفات، ويُقلل استهلاك الطاقة لكل طن من المنتج بنسبة ٤٥٪.

٣. فصل الأملاح وتنقية المواد التقنية والوسيطة للمبيدات الحشرية:  بالنسبة لمياه الصرف الصحي المحتوية على أملاح كلوريد الصوديوم/كبريتات الصوديوم المختلطة، مثل البيفينثرين والكاربندازيم، فإن عملية فصل الأملاح الحرارية باستخدام تقنية MVR + التبلور بالتجميد + الترشيح النانوي تُرسب بشكل تفضيلي كلوريد الصوديوم (بدرجة نقاء ≥ 99.5%) عند درجة حرارة تتراوح بين 80 و100 درجة مئوية، وNa₂SO₄ (بدرجة نقاء ≥ 99.2%) عند درجة حرارة تتراوح بين 30 و50 درجة مئوية. ثم يُسترد ملح جلوبر مرة أخرى باستخدام جهاز تبلور بالتجميد (-5 درجات مئوية). وقد طبقت شركة Zhejiang Xinhecheng هذه الطريقة، محققةً معدل استرداد كلوريد الصوديوم ≥ 90% ومعدل استرداد Na₂SO₄ ≥ 85%، مما يوفر 500,000 كيلوواط/ساعة من الكهرباء سنويًا.

4. سائل غسيل الراتنج واستعادة المذيبات العضوية 

بعد تخليق الراتنج، يحتوي سائل الغسيل عالي الملوحة على نسبة COD تصل إلى 30,000 ملغم/لتر، ونسبة TDS ≥ 8%. أولًا، تُزال 70% من المادة العضوية عن طريق امتزاز الراتنج، ثم تخضع لعملية تبخير MVR وتبلور. يبلغ COD السائل الناتج ≤ 500 ملغم/لتر، ويمكن إعادة استخدامه للشطف؛ محتوى كلوريد الصوديوم المتبلور ≥ 98.5%، ذو مظهر أبيض وبدون رائحة، مما يُلبي معيار الملح الصناعي GB/T5462-2015، مما يُحقق "إمكانية بيع الملح خارجيًا، وإعادة استخدام الماء".

٥. استعادة أملاح المعادن للمواد الكيميائية الدقيقة المستخدمة في الطلاء الكهربائي/الإلكتروني:  في إنتاج كبريتات النيكل والنحاس المستخدمة في الطلاء الكهربائي، يمكن لمبلور الدوران القسري MVR أن يتبخر عند درجة حرارة تتراوح بين ٤٥ و٦٠ درجة مئوية تحت ضغط فراغ يتراوح بين ٠.٥ و٠.٨ بار، مما يمنع التحلل المائي لأملاح المعادن في درجات حرارة عالية. وفي الوقت نفسه، باستخدام مبادلات حرارية مزدوجة من الفولاذ أو التيتانيوم من النوع ٢٢٠٥، يتحمل هذا المبلور تركيزات من الكلوريد أعلى من ١٠٠٠٠ ملغم/لتر، محققًا معدل استعادة أملاح أعلى من ٩٥٪ وشوائب بلورية أقل من ٠.١٪، مما يلبي متطلبات المواد الخام المستخدمة في البطاريات.

٦. تركيز كيميائي دقيق قائم على مواد حيوية (أحماض أمينية، عطور):  يتميز مرق تخمير الأحماض الأمينية بانخفاض محتواه من المواد الصلبة وحساسيته العالية للحرارة؛ فالتبخير التقليدي أحادي التأثير يؤدي بسهولة إلى اسمرار البشرة. يُقلل غشاء MVR المتساقط مع التبخير ثنائي المرحلة بالدوران القسري محتوى الرطوبة إلى ٧٠٪ عند ٥٠ درجة مئوية، ثم ينتقل إلى مُبلور الدوران القسري، محافظًا على كثافة طين بلورية تتراوح بين ٢٥٪ و٣٠٪، مما يزيد من إنتاج الأحماض الأمينية بنسبة ١٢٪، ويقلل اللون بنسبة ٨٠٪، ويحقق كفاءة ضاغط البخار ≥ ٨٠٪، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة لكل طن من المنتج بنسبة ٤٥٪ (ما يعادل مكافئ الفحم القياسي).

في الختام ، أصبحت معدات التبلور بالتبخير بتقنية MVR، بخصائصها المتمثلة في "انخفاض درجة الحرارة، وتوفير الطاقة، والتشغيل المغلق بالكامل، واستعادة الأملاح العالية"، التقنية المفضلة لضمان عدم تصريف مياه الصرف الصحي عالية الملوحة في الصناعات الكيميائية الدقيقة، واستعادة الأملاح الثمينة، وتركيز وتبلور المواد الحساسة للحرارة. ومع تطور تقنيات مثل التنبؤ بالذكاء الاصطناعي، والمواد الجديدة المقاومة للتآكل، وفصل الأملاح عالية القيمة، ستتوسع تطبيقاتها لتشمل مجالات متقدمة مثل مياه الصرف الصحي المعقدة عالية الطلب على الأكسجين (COD)، والمواد الكيميائية الإلكترونية، والمواد البيولوجية.