ما هي العمليات الاختيارية لمعدات التبخير والتبلور لكلوريد الأمونيوم؟

حاليًا، يُمكن تصنيف عمليات تبخير وتبلور كلوريد الأمونيوم الصناعية بشكل عام إلى نوعين: "التبخير والتركيز، يليهما التبلور والفصل". يوفر كل مسار تركيبات متنوعة من المعدات، ويمكن تقسيمه بشكل أكبر بناءً على استخدام البخار وطرق التبلور.

1.باستخدام طريقة استخدام البخار: مبخر الدوران القسري (MVR) + بلورة التبريد

تستخدم هذه الطريقة ضاغطًا لضغط البخار الثانوي وتسخينه لإعادة استخدامه، مما يُقلل استهلاك الطاقة إلى أدنى حد. وهي مناسبة للمحطات ذات أسعار وحدات البخار المرتفعة أو التي يبلغ حجمها 3 أطنان/ساعة أو أكثر. وغالبًا ما تُدمج مع مُبلور تبريد OSLO أو DTB، مما يُتيح دورانًا مغلقًا للسائل الأم. يتراوح حجم جسيمات التبلور بين 120 و180 ميكرومتر، ويمكن خفض تكاليف التشغيل بأكثر من 60% مقارنةً بالتبخير ثلاثي التأثير.

التبخير متعدد التأثيرات (تأثير ثلاثي/رباعي) + التبخير الفوري/التبلور بالتبريد: يستخدم البخار الحي الأساسي كمصدر للحرارة، مستفيدًا من الحرارة المهدرة من خلال 3-4 تأثيرات متتالية. الاستثمار أقل من الحد الأدنى للقيمة، لكن استهلاك البخار يتراوح بين 0.3 و0.4 طن لكل طن من الماء. يدخل السائل المركز الناتج عن التأثير الأخير إلى خزان فوري أو بلورة تبريد للتبريد وترسيب الملح. مناسب لمشاريع الأسمدة والفحم الكيميائية حيث يكون البخار رخيصًا أو يكون البخار منخفض الضغط ناتجًا ثانويًا.

إعادة الضغط الحراري (TVR) + التبخير متعدد التأثيرات: يُضاف مضخة نفاثة بخارية بين أي تأثيرين، باستخدام بخار عالي الضغط لحقن بخار ثانوي. هذا يُوفر تأثيرًا واحدًا تقريبًا. تتراوح تكاليف التشغيل بين إعادة الضغط الحراري والتبخير متعدد التأثيرات. النظام أبسط، ولكنه يتطلب إمدادًا مستمرًا بالبخار عالي الضغط.

2.بطريقة التبلور

التبلور بالتبريد (OSLO/DTB): استغلالًا للانخفاض الملحوظ في ذوبان كلوريد الأمونيوم مع انخفاض درجة الحرارة (حوالي 40 غ/100 غ ماء تنخفض درجة حرارته من 100 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية)، يُبرَّد المحلول المُركَّز عند درجة حرارة 80-90 درجة مئوية إلى 30-40 درجة مئوية باستخدام مبادل حراري أنبوبي ولوحيّ. يُمكن التحكم في التشبع الفائق، مما يُنتج جزيئات بلورية كبيرة ذات محتوى مائي منخفض. يُضخ السائل الأم مباشرةً إلى المُبخِّر، مما يجعل العملية بأكملها مستمرة.

التبلور الوميضي الفراغي: يخضع المحلول المُركّز لتبخير وميضي كظمي عند ضغط مطلق يتراوح بين 60 و80 كيلو باسكال، مع التبريد والتبخير في آنٍ واحد. يجمع هذا التبلور بين وظيفتي التركيز والتبلور، مُوفرًا معدات مدمجة، ولكنه يتطلب أنظمة تفريغ عالية الأداء ومكثفات. غالبًا ما يُستخدم مع مُبلور DTB للتطبيقات منخفضة التدفق وعالية النقاء.

التبخير المتكامل - التبلور (جهاز التبلور ثلاثي التأثير "صندوق حامل للملح")

الجزء السفلي من حجرة التبخير ذات التأثير الثالث مُجهّز بصندوق تجميع ملح ومُكثّف دوامي، مما يسمح للبلورات بالنمو مباشرةً داخل المُبخّر. هذا يُغني عن استخدام مُبخّر مُنفصل، مما يُقلّل من فقدان الحرارة ويُوفّر المساحة. وهو مُناسب للتطبيقات ذات تركيز عالٍ من المواد الخام ومتطلبات حجم جسيمات مُتوسطة.

3. النقاط الرئيسية لاختيار العملية

بالنسبة لارتفاع نقطة الغليان ≤12 درجة مئوية، يفضل استخدام MVR؛ إذا كانت >12 درجة مئوية أو مع محتوى عالٍ من الفلور أو COD، يمكن استخدام التبلور متعدد التأثيرات مع التبريد لتوزيع الحمل.

نظراً للتآكل الشديد لأيونات الكلوريد، يُفضّل اختيار مادة المبخر بالترتيب التالي: "التيتانيوم > فولاذ 2205 المزدوج > 316L". للقطاعات عالية التفريغ ودرجات الحرارة المنخفضة، يُمكن استخدام فولاذ 2205 أو ألواح مركبة مبطنة بالتيتانيوم لخفض التكاليف.

بالنسبة لمتطلبات حجم الجسيمات ≥150 ميكرومتر، يجب التحكم في معدل التبريد عند 1-2 درجة مئوية/دقيقة، ووقت الإقامة ≥30 دقيقة، ويجب إضافة بلورات بذرة 50-100 ميكرومتر.

باختصار، التركيبة الأساسية للعمليات الاختيارية لمعدات تبلور كلوريد الأمونيوم بالتبخير هي: "الدوران القسري بتقنية MVR" أو "الدوران القسري بتقنية Multi-effect/TVR" للتركيز، و"التبلور بالتبريد بتقنية OSLO/DTB" أو "التبلور السريع" للتحكم في حجم الجسيمات. بعد ذلك، يمكن تقييم كلا المسارين بناءً على سعر البخار، وسعر الكهرباء، وحجم جسيمات المنتج، وميزانية الاستثمار.