مُبلور FC

مبدأ العمل

1. الدورة والتبخير: 

يدخل محلول المواد الخام إلى المُبلور من خلال المدخل، ويختلط مع السائل الأم المتداول، ثم يتم ضخه إلى السخان (على سبيل المثال، مبادل حراري على شكل صدفة وأنبوب) بواسطة مضخة دوران خارجية.

يدخل المحلول الساخن إلى حجرة التبخير، حيث يتبخر بسرعة تحت ضغط منخفض أو عادي. يتبخر جزء من المذيب، مكونًا حالة تشبع فائق، ويبدأ المذاب بالتبلور.

يتلامس المحلول المشبع مع البلورات المعلقة في حجرة التبخر، وترسب المواد المذابة على سطح البلورة، مما يعزز نمو البلورات مع الحفاظ على تشبع متواصل.

2. تصنيف البلورات والتفريغ:

يستقر خليط البلورات في قاع حجرة التبخير. تُفصل البلورات الكبيرة بواسطة جهاز فصل (مثل جهاز تصنيف)، وتُفرّغ باستمرار أو بشكل متقطع من منفذ التفريغ السفلي.

تدخل البلورات الدقيقة إلى أنبوب الدوران مع السائل الأم. يُعاد بعضها إلى السخان ليذوب، بينما يستمر بعضها الآخر في النمو في حجرة التبخير. يُحافظ على توزيع حجم جسيمات البلورات بالتحكم في معدل تدفق الدورة.

3. التحكم في التشبع الفائق: 

من خلال ضبط درجة حرارة التسخين، أو ضغط غرفة التبخر، أو معدل تدفق التغذية، يتم التحكم في تشبع المحلول بدقة لمنع التبلور التلقائي وتعزيز نمو البلورات الموجودة.

الهيكل الأساسي والمكونات

١. حجرة التبخير: الوحدة الرئيسية، وتحتوي على مساحة فصل لفصل الغاز عن السائل ونمو البلورات. غالبًا ما تكون مزودة بجهاز مانع للرغوة لمنع فيضان الرغوة.

2. مضخة الدورة الدموية: تعمل على إجبار الدورة عالية السرعة للحل، مما يضمن تعليق البلورات ونقل الحرارة بكفاءة.

3. السخان: وهو عبارة عن مبادل حراري على شكل غلاف وأنبوب، يوفر الحرارة اللازمة لتبخير وتركيز المحلول.

4. جهاز التصنيف: مثل ساق التصنيف أو جهاز الهيدروسيكلون، يستخدم مبادئ ديناميكيات السوائل لفصل البلورات ذات أحجام الجسيمات المختلفة.

5. نظام إزالة البلورات الدقيقة: من خلال التحكم في معدل التدفق الجانبي في حلقة الدورة، يتم إذابة بعض البلورات الدقيقة أو إرجاعها إلى منطقة النمو، مما يؤدي إلى تحسين توزيع حجم الجسيمات.

6. نظام التحكم: يدمج أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط والمستوى، بالإضافة إلى صمامات التنظيم التلقائي، لتحقيق التحكم في معلمات الحلقة المغلقة.

المزايا والقيود الهامة

المزايا:

1. كفاءة عالية في التبخر: يعمل تصميم الدورة الخارجية القسرية على تقصير مسار نقل الحرارة، مما يجعله مناسبًا للمواد ذات اللزوجة العالية ويقلل من مقاومة نقل الحرارة.

2. جودة البلورات القابلة للتحكم: يتم تصنيف حجم الجسيمات من خلال جهاز التصنيف، مما يؤدي إلى بلورات موحدة وعالية النقاء.

3. مرونة تشغيلية عالية: يمكن تعديل المعلمات مثل معدل تدفق الدورة ودرجة حرارة التسخين للتكيف مع خصائص المواد المختلفة.

4. قدرة تكيف قوية: متوافق مع كل من وضعي التبلور بالتبخر والتبلور بالتبريد؛ ويمكن تحقيق التشغيل متعدد الوظائف عن طريق تغيير المبادل الحراري.

5. صيانة مريحة: من السهل تنظيف أنابيب الدورة الدموية ومكونات التسخين، مما يقلل من تأثير الترسبات.

القيود:

1. استهلاك عالي للطاقة: تتطلب الدورة القسرية قوة مضخة كبيرة، خاصة في الإنتاج واسع النطاق.

2. الهيكل المعقد: يؤدي نظام الدورة الخارجية إلى زيادة مساحة المعدات وتكاليف خطوط الأنابيب.

3. حساسية المواد: تتطلب المواد شديدة التآكل أو التي تتبلور بسهولة أو تنسد مواد خاصة أو تصميمات مضادة للانسداد.

مجالات التطبيق

1. معالجة مياه الصرف الصحي: معالجة مياه الصرف الصحي ذات الملوحة العالية (مثل مياه الصرف الصحي التي تحتوي على كلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم) واستعادة موارد الملح البلورية.

2. الصناعة الكيميائية: إنتاج الأملاح غير العضوية (مثل كلوريد البوتاسيوم وكبريتات الأمونيوم) والأحماض العضوية (مثل حمض الأكساليك).

3. المستحضرات الصيدلانية والأغذية: فصل المكونات النشطة والمواد المضافة للأغذية عن طريق التبلور (مثل الجلوكوز واللاكتوز).

4. مواد الطاقة الجديدة: تنقية وبلورة أملاح الليثيوم المستخدمة في صناعة البطاريات، وأملاح النيكل والكوبالت، وغيرها من المواد.

نقاط التشغيل الرئيسية والتحسينات

1. التحكم في معدل الدورة الدموية: الحفاظ على معدل تدفق مناسب لضمان تعليق البلورات وتجنب الترسيب أو التآكل المفرط.

2. مطابقة ضغط ودرجة حرارة غرفة التبخر: اضبط مستوى الفراغ وفقًا لنقطة غليان المادة لتحسين معدل التبخر.

3. إدارة البذور: أضف بلورات البذور حسب الحاجة للتحكم في معدل التبلور واستقرار نمو البلورات.

4. إجراءات مكافحة الترسبات الكلسية: قم بتنظيف عنصر التسخين بانتظام أو ضع طبقة مضادة للترسبات الكلسية، وراقب كفاءة نقل الحرارة.

أصبحت مُبلورات الفلورسنت الكربوني، بفضل دورانها عالي الكفاءة، ومرونة تشغيلها، وجودة بلوراتها القابلة للتحكم، معداتٍ مهمة لمعالجة تبلور المواد المعقدة. وتُحقق أداءً ممتازًا بشكل خاص في الحالات التي تتطلب كفاءة تبخر عالية أو تحكمًا صارمًا في حجم جسيمات البلورات. ومع ذلك، يجب تحقيق توازن بين استهلاك الطاقة وتكلفة المعدات، ويمكن تحقيق تشغيل اقتصادي من خلال تحسين العمليات.