معدات تبخير وتبلور كبريتات الأمونيوم

تكوين المعدات

• غرفة التسخين: المكون الأساسي للمبخر، وهو المسؤول عن تسخين محلول كبريتات الأمونيوم.

• غرفة الفصل: تستخدم لفصل بخار كبريتات الأمونيوم والماء.

• مضخة الدورة الدموية: تقوم بتدوير السائل الأم مرة أخرى إلى حجرة التسخين، مما يحافظ على التشغيل المستمر للمبخر.

• الضاغط: في نظام التبلور بالتبخر MVR، يضغط البخار الثانوي الناتج أثناء التبخر، مما يزيد من درجة حرارته وضغطه، ثم يستخدمه كمصدر للحرارة لغرفة التسخين، مما يحقق إعادة تدوير الطاقة الحرارية.

مبدأ العمل

• يتم إدخال محلول كبريتات الأمونيوم إلى حجرة التسخين، حيث يؤدي التسخين إلى تبخير الماء الموجود في المحلول.

• ثم يدخل البخار الناتج إلى حجرة الفصل للانفصال عن الماء.

• أثناء عملية الفصل، يتكثف بخار كبريتات الأمونيوم بشكل أكبر ويتبلور، مما يؤدي إلى تكوين بلورات كبريتات الأمونيوم.

• وفي الوقت نفسه، تقوم مضخة الدورة بتدوير السائل الأم غير المتبخر مرة أخرى إلى حجرة التسخين لإعادة التسخين والتبخير.

أنواع المعدات

• مُبخِّر الدوران القسري: مُناسب لمحاليل كبريتات الأمونيوم منخفضة التركيز. تُوزّع مضخة الدوران القسري المحلول داخل أنابيب التسخين، مما يُحسّن كفاءة نقل الحرارة.

• مُبخِّر الغشاء المتساقط: يُستخدم أيضًا بتركيزات منخفضة. يتساقط المحلول كغشاء على طول الجدار الداخلي لأنابيب التسخين، مما يُنتج تسخينًا موحدًا وكفاءة تبخير عالية.

• مُبخِّر متعدد التأثيرات: يستخدم عملية تبخير متعددة التأثيرات بالتيار المتزامن، باستخدام عدة مُبخِّرات متصلة على التوالي. يُستخدم البخار الثانوي الناتج عن التبخير السابق كمصدر حرارة للتبخير التالي، مما يُحسّن كفاءة الطاقة.

• مبخر إعادة الضغط الميكانيكي للبخار: يستخدم تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) لضغط البخار الثانوي الناتج أثناء التبخر، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارته وضغطه، ثم استخدامه كمصدر للحرارة، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.

مميزات المعدات:

• توفير كبير في الطاقة: الاستفادة الكاملة من الحرارة الكامنة والحساسة للبخار، وتحقيق الاستخدام السريع للطاقة من خلال التبخر والتكثيف متعدد المراحل.

• قدرة تكيف عالية: قابلة للتطبيق على محاليل كبريتات الأمونيوم بتركيزات مختلفة. من خلال تعديل عدد المبخرات وظروف التشغيل، يُمكن معالجة محاليل ذات تركيزات مختلفة بمرونة.

• اختيار المواد المعقولة: نظرًا للتآكل القوي لمحلول الأم كبريتات الأمونيوم، تم تصميم بلورة المبخر مع وضع ذلك في الاعتبار، وعادةً ما تستخدم مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج أو التيتانيوم.

• تصميم مضاد للترسبات: يستخدم هياكل خاصة مثل التبخر بالدوران العكسي، أو أجهزة الدوران القسري، أو المبخرات الغشائية لفصل منطقة نمو البلورات عن منطقة ترسيب البلورات، مما يقلل من خطر تكوين الترسبات.

سيناريوهات التطبيق

• صناعة الأسمدة: تستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي والمحلول الأم الذي يحتوي على كبريتات الأمونيوم، واستعادة موارد كبريتات الأمونيوم القيمة.

• الصناعة الكيميائية: تستخدم لإنتاج بلورات كبريتات الأمونيوم عالية الجودة.

• الصناعة المعدنية: تستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي أو بقايا النفايات التي تحتوي على كبريتات الأمونيوم.