التبخر بالدوران القسري متعدد التأثيرات

مبدأ العمل: يجمع مُبخِّر الدوران القسري متعدد التأثيرات بين تقنيتي التبخير متعدد التأثيرات والدوران القسري. بتشغيل عدة مُبخِّرات على التوالي، يستخدم البخار الثانوي المُولَّد في التأثير السابق كمصدر حرارة للتأثير التالي، مما يُحقق عملية تبخير سريعة وموفرة للطاقة. مبدأ العمل المحدد هو كما يلي:

١. تدفق المواد وتسخينها: يُسخّن سائل المادة الخام مسبقًا بواسطة جهاز التسخين المسبق، ثم يدخل إلى مُبخّر التأثير الأول. تسحب مضخة الدوران القسري المادة من أسفل المُبخّر وتُرسلها إلى حجرة التسخين (مبادل حراري قشري أو صفائحي)، حيث تُسخّن حتى الغليان باستخدام البخار الحي.

٢. عملية التبخير متعدد التأثيرات: يدخل البخار الثانوي الناتج عن التأثير الأول إلى التأثير الثاني كمصدر حرارة، ثم يدخل البخار الثانوي الناتج عن التأثير الثاني إلى التأثير الثالث، وهكذا. تنخفض درجة حرارة وضغط التشغيل لكل تأثير تدريجيًا، مما يُحدث فرقًا تدريجيًا في درجة الحرارة.

٣. إعادة استخدام البخار الثانوي: يدخل البخار الثانوي الناتج عن التأثير الأخير إلى المكثف ويتكثف في الماء. تُفرّغ مضخة تفريغ بعض الغازات غير القابلة للتكثيف للحفاظ على الضغط السلبي للنظام. يمكن إعادة تدوير المكثف لتسخين المواد الخام مسبقًا أو استخدامات أخرى، مما يقلل من استهلاك الطاقة.

٤. وظيفة الدوران القسري: يُنظف الدوران عالي السرعة (٢-٣ متر/ثانية) جدران أنبوب التسخين، مما يمنع تكلس المواد أو تبلورها. وهذا مناسب بشكل خاص للمحاليل عالية اللزوجة وسهلة التبلور، مما يُحسّن معامل انتقال الحرارة وكفاءة التبخر.

السمات الهيكلية: 

يتكون المبخر ذو الدورة القسرية متعددة التأثيرات من المكونات الرئيسية التالية:

1. المبخرات لكل تأثير: تتضمن غرف التسخين والفصل، المستخدمة لتسخين المواد وفصل البخار والسائل.

2. المكثف: يستخدم لتكثيف البخار الثانوي الناتج في التأثير الأخير واستعادة المكثف.

3. مضخة الدورة الدموية: توفر طاقة الدورة القسرية للمواد، مما يضمن تدفقًا عالي السرعة داخل أنابيب التسخين.

4. مضخة التأثير المتبادل: تستخدم لنقل المواد من تأثير إلى آخر.

5. نظام الفراغ والصرف: يحافظ على الضغط السلبي في النظام، ويتخلص من الغازات غير القابلة للتكثيف والمكثفات.

6. منصة التشغيل، وخزانة التحكم في الأجهزة الكهربائية، والصمامات، والأنابيب: تستخدم لتشغيل المعدات والتحكم فيها وتوصيلها.

المزايا: 

يعتمد جهاز التبخير متعدد التأثيرات والدورة القسرية على تقنية سلسلة التأثيرات المتعددة والدورة القسرية، ما يجمع بين مزايا توفير الطاقة السريع واستقرار التشغيل. كما يُقلل استهلاك الطاقة بشكل كبير من خلال إعادة استخدام البخار الثانوي؛ ويمنع نظام الدورة القسرية بفعالية التكلس والانسداد، مما يُحسّن كفاءة نقل الحرارة، وهو مناسب لتركيز المواد عالية اللزوجة وسهلة التبلور. يتميز الجهاز بهيكل مدمج، ودرجة عالية من الأتمتة، وأداء اقتصادي ممتاز على المدى الطويل، مما يجعله خيارًا مثاليًا لعمليات التبخير في الصناعات الكيميائية والدوائية والغذائية.

سيناريوهات التطبيق: 

تُستخدم المبخرات ذات الدورة القسرية متعددة التأثيرات على نطاق واسع في المجالات التالية:

1. الصناعة الكيميائية: لتركيز الأملاح مثل كبريتات الأمونيوم وكلوريد الصوديوم.

2. صناعة الأغذية: لتركيز عصائر الفاكهة والحليب وما إلى ذلك.

3. الصناعة الدوائية: لتركيز المضادات الحيوية ومستخلصات النباتات وما إلى ذلك.

4. حماية البيئة: لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة دون أي تصريف.