نظام بلورة التبخر ثنائي التأثير من كبريتات الصوديوم وكلوريد الصوديوم + أحادي التأثير من كبريتات الصوديوم وكلوريد الصوديوم

أولا: خلفية المشروع

تقوم هذه الشركة الكيميائية الزراعية بإنشاء مشروع جديد لإنتاج بيراكلوستروبين بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 30,000 طن، وينتج 8 أطنان/ساعة من مياه الصرف الصحي المالحة كمنتج ثانوي. تتكون مياه الصرف الصحي من: Na₂SO₄ 15%، NaCl 12%، CODcr 800 ملغم/لتر. وتتطلب الشركة ما يلي:

1. عدم تصريف مياه الصرف الصحي من المصنع بأكمله؛

2. كبريتات الصوديوم ≥99.0%، كلوريد الصوديوم ≥98.5% (معيار الملح الرطب الصناعي المكرر)؛

3. الاستهلاك الشامل للطاقة لكل طن من المياه لنظام التبخير ≤42 كيلووات ساعة؛

4. سيتم بيع جميع الملح البلوري خارجيًا، مما يولد إيرادات سنوية ≥ 3.2 مليون يوان صيني.

II. مسار العملية - "النترتة عالية الحرارة بتقنية MVR ثنائية التأثير + التمليح منخفض الحرارة بتقنية MVR أحادية التأثير + اقتران التبريد"

1. المعالجة المسبقة: تخضع مياه الصرف الصحي عالية الصلابة وعالية الطلب الكيميائي للأكسجين أولاً إلى "الأكسدة التحفيزية للأوزون + التليين الكيميائي + الترشيح الدقيق الأنبوبي"، مما يؤدي إلى صلابة مياه الصرف ≤ 50 مجم / لتر و الطلب الكيميائي للأكسجين ≤ 200 مجم / لتر، ويتم تسخينها مسبقًا إلى 95 درجة مئوية.

٢. قسم تركيز واستخلاص النترات بتقنية MVR ثنائية التأثير: يتبخر مُبخِّر الغشاء الساقط ذي التأثير الأول (أنابيب المبادل الحراري Ti) عند درجة حرارة ٩٥ درجة مئوية، مع ارتفاع في درجة حرارة الضاغط بمقدار ١٨ درجة مئوية. تبلغ كثافة التفريغ ١.٢٨ طن/م³، وتشبع Na₂SO₄ الفائق ١.١٥. تُفرَّغ البلورات باستمرار إلى المُكثِّف. يستخدم مُبخِّر الدوران القسري ذي التأثير الثاني البخار الثانوي الناتج عن التأثير الأول، والذي يعمل عند درجة حرارة ٧٨ درجة مئوية، لزيادة تركيز Na₂SO₄ حتى يقترب من التشبع. يُعاد السائل الأم إلى التأثير الأول. تُطرد بلورات كبريتات الصوديوم مركزيًا، وتُجفف، ثم تُرسل إلى مجفف سريع. نقاء المنتج ٩٩.٣٪، وبياضه ٨٢٪، ونسبة الماء الحر ≤٠.٢٪.

٣. استخلاص النترات العميق عبر التبلور بالتجميد: يُبرَّد السائل الأم من نظام التأثير المزدوج إلى ٢ درجة مئوية، مما ينتج عنه ترسب كبير من كبريتات الصوديوم العشارية الهيدرات (Na₂SO₄·١٠H₂O). ثم يُعاد هذا الراسب إلى نظام التأثير المزدوج عبر الصهر الساخن، مما يضمن معدل استرداد إجمالي لـ Na₂SO₄ بنسبة ≥ ٩٧٪. 

٤. قسم ترسيب الملح بتقنية MVR أحادية التأثير: يدخل السائل العلوي المبرد (كلوريد الصوديوم ~١٨٪، Na₂SO₄ ≤٢٪) إلى دورة MVR القسرية أحادية التأثير، ويعمل عند درجة حرارة ٥٥ درجة مئوية (تفريغ -٨٧ كيلو باسكال)، ويُركز حتى يصبح كلوريد الصوديوم مشبعًا. يُفرّغ الملاط البلوري في جهاز طرد مركزي للحصول على كلوريد صوديوم نقي بنسبة نقاء ٩٨.٨٪ وماء حر بنسبة ≤٠.٣٪. تُجفف كمية صغيرة من الشوائب في السائل الأم بالتجفيف الأسطواني، وتُباع كعامل إزالة جليد، مما يحقق الاستفادة القصوى.

٥. المكثفات واستعادة الحرارة: يُضغط البخار الثانوي ميكانيكيًا ويُعاد استخدامه بالكامل. يُعالَج المكثف بواسطة طبقة تبادل كاتيونية وطبقة مختلطة، بموصلية ≤ ٢٠ ميكروسيمنز/سم، ويُعاد استخدامه بالكامل كمياه تعويضية لمياه التبريد المتداولة. تُستخدم الحرارة المُهدرة للنظام لتسخين المياه الخام مسبقًا، مما يحقق كفاءة حرارية شاملة تبلغ ٩٢٪.

ثالثًا: المعدات والمواد الرئيسية

١. ضاغط التبخر المغناطيسي ثنائي التأثير: سعة التبخير ٦ أطنان/ساعة (٤ أطنان/ساعة للتأثير الأول، و٢ طن/ساعة للتأثير الثاني). الضاغط من نوع الطرد المركزي المغناطيسي، بقوة ٥٦٠ كيلوواط، ونسبة ضغط ١.٧، ومعامل أداء ٧.٨. 

2.MVR أحادي التأثير: سعة التبخر 2 طن/ساعة، طاقة الضاغط 160 كيلو وات، أنابيب تبادل حراري من التيتانيوم، مقاومة للتآكل بالكلوريد.

3. وحدة التبريد: تبريد غير مباشر بإيثيلين جليكول، سعة التبريد 850 كيلو وات، التحكم في محول التردد، تقلب درجة الحرارة ±0.5 درجة مئوية.

4. مكونات التدفق الرطب: لوحة مركبة من الفولاذ المقاوم للصدأ 2205+Ti على الوجهين، مما يطيل عمر المعدات إلى أكثر من 12 عامًا.

رابعًا: البيانات التشغيلية (تقييم الأداء في مارس ٢٠٢٤)

1. سعة المعالجة: 8.0 طن/ساعة (100% حمل)

2. استهلاك طاقة التبخير الشامل: 39.8 كيلوواط/ساعة/طن من الماء (بما في ذلك 8.2 كيلوواط/ساعة للتبريد)

3. استهلاك البخار: 0.03 طن/طن من الماء (التسخين المسبق فقط)

4. إنتاج كبريتات الصوديوم: 1.28 طن/ساعة، الإيرادات السنوية: 1.65 مليون يوان صيني

5. إنتاج كلوريد الصوديوم: 0.95 طن/ساعة، الإيرادات السنوية: 1.55 مليون يوان صيني

6. معدل أملاح الشوائب: 1.8% (أقل بكثير من متوسط الصناعة البالغ 5%)

خامسًا: أهم النقاط الفنية

1. اتصال سلسلة MVR "تأثير مزدوج + تأثير واحد"، تجديد البخار صفر، مما يوفر 58% من الطاقة أكثر من التبخر ثلاثي التأثير التقليدي.

2. ترسيب النترات بدرجة حرارة عالية - ترسيب الملح بدرجة حرارة منخفضة - اقتران التبريد، فصل الملح والنترات في خطوة واحدة، نقاء الملح المتبلور أعلى من 98%.

٣. تحكم ذكي بتقنية DCS + APC للعملية الكاملة، وضبط إلكتروني لكثافة نقطة نهاية التبخر وحجم جزيئات البلورات في حلقة مغلقة، مما يضمن التشغيل دون مراقبة. ٤. تصميم معياري مثبت على منصة، وتشغل المعدات الرئيسية مساحة ٤٨٠ مترًا مربعًا فقط، ومدة بناء ٤.٥ شهر، أي أقصر بنسبة ٣٠٪ من المشاريع المماثلة.

السادس. العميل

بعد تشغيل المشروع، ستعمل الشركة على خفض تكاليف التخلص من النفايات الخطرة بمقدار 4.2 مليون يوان سنويًا، وتوليد 3.2 مليون يوان من إيرادات مبيعات ملح المنتجات الثانوية، وتحقيق صافي ربح قدره 7.4 مليون يوان؛ وفي الوقت نفسه، ستحقق تصريفًا صفريًا لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة، مما يوفر أساسًا قويًا للأداء البيئي لطرحها العام الأولي اللاحق.