نظام تبخير MVR 10 طن/ساعة - مشروع توضيحي لاستعادة موارد الملح عالية القيمة وخالية من الانبعاثات من محلول الأم عالي الملوحة وعالي الطلب على الأكسجين في صناعة الأصباغ

أولا: خلفية المشروع 

تركيبة سائل الأم الطارد المركزي لشركة الصباغة والطباعة هذه هي: كلوريد الصوديوم (NaCl) بتركيز 180-220 غ/لتر، وCOD (COD) بتركيز 30000 ملغ/لتر، وألوان 8000 مرة، وSO₄²⁻ بتركيز 25 غ/لتر، ودرجة حرارة 65 درجة مئوية. استهلك نظام التبخير ثلاثي التأثير الأصلي مع مجفف الأسطوانة 0.38 طن/طن من البخار والماء، مما أدى إلى تكويك المعدات وانبعاث روائح كريهة وضغط بيئي كبير. في عام 2024، قررت الشركة بناء نظام تبخير جديد بتقنية MVR بسعة 10 أطنان/ساعة (حجم ماء التبخير)، يتطلب استهلاك بخار ≤0.08 طن/طن من الماء، وبياض ملح ≥80، وCl≥99%، وتكامل سلس مع نظام التحكم الموزع (DCS) الحالي. لقد نفذت شركتنا المشروع باستخدام نموذج EPC، وبدأ التشغيل بنجاح في فبراير 2025. وحتى الآن، يعمل المشروع بشكل مستمر لأكثر من 7500 ساعة، مما أدى إلى خفض تكاليف الطاقة الإجمالية بنسبة 70٪ وتوفير 12 مليون يوان من تكاليف التشغيل السنوية.

II. مسار العملية

1. خصائص المواد الخام

ارتفاع نقطة الغليان Δb = 11 درجة مئوية (23% كلوريد الصوديوم، 70 كيلو باسكال·أمبير)

ارتفاع COD، لون عالي، عرضة للرغوة، Ca²⁺ + Mg²⁺ 1200mg/L، عامل القياس RF = 0.82

يحتوي على كمية صغيرة من الأمينات العطرية، مما يتطلب تشغيل حلقة مغلقة ومعالجة الغاز الخلفي.

2. ملخص العملية

السائل الأم ← التبريد وإزالة الحديد (≤30 درجة مئوية) ← ترسيب عالي الكثافة (NaOH + Na₂CO₃، Ca/Mg ≤30mg/L) ← الترشيح الدقيق الأنبوبي (SDI ≤3) ← التسخين المسبق على مرحلتين (المكثف + البخار الثانوي) ← مبخر الدوران القسري MVR ← بلورة أوسلو ← جهاز طرد مركزي مكبسي ثنائي المرحلة ← تجفيف السرير المميع ← التعبئة التلقائية

يتعرض البخار الثانوي لارتفاع درجة الحرارة بمقدار 20 درجة مئوية عن طريق ضاغط طرد مركزي صندوقي متزايد السرعة، مع نسبة ضغط تبلغ 1.8، ودرجة حرارة تبخر تبلغ 55 درجة مئوية، ودرجة فراغ تبلغ -88 كيلو باسكال، وتجنب منطقة درجة حرارة تحلل الصبغة.

3. الابتكارات الرئيسية

الدورة الدموية القسرية عالية القص + تصنيف أوسلو: معدل الدورة 12000 م³/ساعة، بقاء البلورة ≥50 دقيقة، d50=0.85 مم، معامل التحويل ≤5%.

إزالة الرغوة عبر الإنترنت: نفاثة جانبية + مزيل رغوة مناسب للأغذية، ارتفاع الرغوة <200 مم، مما يضمن تشغيل الضاغط بدون زيادة مفاجئة.

نسبة ارتجاع السائل الأم قابلة للتعديل من 0 إلى 30%، ويتم إثراء COD إلى 80000 ملجم/لتر قبل ضخه في RTO الخاص بالمصنع، ولا يوجد تصريف للنفايات السائلة من النظام.

التنظيف المكاني الذكي: التنظيف بالتناوب بين الأحماض والقواعد + المؤكسدات، والذي يتم تشغيله عن طريق فرق درجة حرارة جدار الأنبوب >2 درجة مئوية أو انخفاض في الفراغ بمقدار 2 كيلو باسكال، مما يمتد الدورة من 3 أيام إلى 14 يومًا.

ثالثًا: تكوين المعدات

المبخر: فولاذ دوبلكس 2205، مساحة تبادل حراري 1100 متر مربع، هامش تصميمي 25%، مما يضمن خمس سنوات من التشغيل بدون تسرب.

الضاغط: مروحة مطحونة من قطعة واحدة مصنوعة من التيتانيوم، قطرها 1.3 متر، سرعة خطية ≤280 متر/ثانية، محمل رفع مغناطيسي، عمر التصميم 100000 ساعة، قيمة الاهتزاز <1.0 مم/ثانية.

جهاز الطرد المركزي: LW650×2800-N، عامل الفصل 1600، فجوة الشاشة 0.12 مم، يستخدم قسم الغسيل سائل أم مبرد بدرجة حرارة 3 درجات مئوية لتقليل احتباس اللون

التجفيف: سرير مائع متداول مغلق الحلقة، حماية من النيتروجين، محتوى الأكسجين <3%، درجة حرارة المنتج ≤55 درجة مئوية لمنع اصفرار كلوريد الصوديوم.

رابعًا: الأتمتة والسلامة

DCS+APC: التحكم التنبؤي متعدد المتغيرات لمعدل التبخر، ونسبة الضغط، وكثافة السائل الأم، ومحلل الألوان عبر الإنترنت، والتقلب ±2%.

نظام SIS المزدوج المتكرر: 18 قفلًا متشابكًا بما في ذلك زيادة الضاغط، ومحتوى الأكسجين >8%، ودرجة الحرارة >65 درجة مئوية، وتجاوز حدود اللون، ووقت الاستجابة <300 مللي ثانية.

خامسًا: بيانات التشغيل (تقييم الأداء في مايو ٢٠٢٥)

• معدل التبخر: 10000 كجم/ساعة (التصميم 10000)

• البخار المباشر: 0.08 طن/طن من الماء (التصميم 0.10)

• استهلاك الطاقة: 27 كيلوواط ساعة/طن من الماء (ضاغط + مضخة دائرية + مضخة تفريغ + مضخة إزالة الرغوة)

• مياه التبريد: 1.5 طن/طن من الماء (32 درجة مئوية → 38 درجة مئوية)

• المخرجات: كلوريد الصوديوم 5.5 طن/يوم، البياض ≥ 82، النقاء 99.1%، المادة غير القابلة للذوبان في الماء ≤ 0.03%، اللون ≤ 20 مرة، يلبي متطلبات ملح الصودا الكاوية لأنظمة غشاء التبادل الأيوني

• معدل استرداد النظام: كلوريد الصوديوم 98.5%، كفاءة إعادة استخدام المياه 100%، عدم تصريف مياه الصرف الصحي في جميع أنحاء المصنع

السادس. الفوائد الاقتصادية والبيئية

توفير سنوي في البخار قدره 33,000 طن، أي ما يعادل 3,600 طن من الفحم القياسي، مما أدى إلى خفض انبعاثات الكربون بمقدار 9,500 طن. وفورات سنوية في تكاليف التشغيل قدرها 12 مليون يوان (باستخدام البخار + التخلص الخارجي). وارتفع سعر البيع الخارجي للملح الصناعي المكرر من 150 يوانًا للطن إلى 480 يوانًا للطن، مما أدى إلى زيادة الإيرادات السنوية بمقدار 6 ملايين يوان.

٧. ملاحظات العملاء

يعمل نظام MVR بسعة 10 أطنان/ساعة منذ سبعة أشهر دون أي أعطال في الضاغط. ويظل مستوى الفراغ عند -88 كيلو باسكال حتى في الصيف، ويظل بياض الملح أعلى من 80 باستمرار، مما يُحل تمامًا مشاكل الرائحة واستهلاك الطاقة في محلول الأم للصبغة.