مبخر متعدد المراحل

أولاً: ما هو المبخر متعدد المراحل؟

المبخر متعدد المراحل (المعروف في الصين باسم "المبخر متعدد التأثير") هو جهاز تبخير موفر للطاقة يعيد استخدام البخار عدة مرات. يتكون من مرحلتين إلى ثماني مراحل متصلة على التوالي، حيث يتم خفض الضغط ودرجة الغليان تدريجيًا. يصبح البخار الثانوي المتولد في المرحلة السابقة مصدرًا للتسخين للمرحلة التالية، مما يؤدي في النهاية إلى تبخير كمية كبيرة من الماء من المحلول باستهلاك منخفض للغاية للبخار النقي، وإنتاج سائل مركز أو ماء مقطر قابل لإعادة الاستخدام مباشرة.

ثانيًا: مبدأ العمل – "الاستخدام التدريجي للطاقة" يسمح بتحويل طن واحد من البخار إلى ما يعادل 4-7 أطنان من التبخر.

1. المرحلة الأولى: يقوم البخار الطازج الخارجي (≈105 درجة مئوية) بتسخين المادة، مما يؤدي إلى توليد البخار الثانوي الأول.

2. المرحلة الثانية: باستخدام البخار الثانوي من المرحلة الأولى كمصدر للحرارة، يستمر التبخر عند نقطة غليان منخفضة تبلغ 85-90 درجة مئوية فقط بسبب انخفاض الضغط.

3. المرحلة الثالثة وما بعدها: تتكرر العملية المذكورة أعلاه حتى تتبخر المرحلة الأخيرة عند درجة حرارة منخفضة تتراوح بين 45-60 درجة مئوية.

4. التكثيف الفراغي النهائي: يتم تكثيف البخار المتبقي بواسطة مكثف سطحي أو برج تبريد، مع الحفاظ على ضغط مطلق يتراوح بين 20-30 كيلو باسكال في النظام.

النتيجة: إن تبخير طن واحد من الماء يستهلك فقط 0.15-0.3 طن من البخار النقي، مما يوفر أكثر من 60% من الطاقة مقارنة بالتبخير أحادي التأثير.

ثالثًا: المكونات الأساسية - "الوحدات الأربع" التي يحتاج المالكون إلى التركيز عليها

1. جسم المبخر: هيكل أنبوب/صفيحة ذو غشاء ساقط أو غشاء صاعد، مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316L/مزدوج/التيتانيوم، قادر على تحمل أيونات الكلوريد ≤20000 ملغم/لتر.

2. فواصل الجانب الساخن والبارد: ضمان فصل فعال للبخار والسائل، مع حمولة ضبابية ≤50 جزء في المليون، مما يمنع "الانتقال".

3. وحدة الفراغ والتكثيف: مضخة حلقة الماء + مكثف سطحي، تحافظ تلقائيًا على الفراغ المصمم؛ استهلاك مياه التبريد ≤5 طن/طن تبخر.

4. التحكم الذكي: PLC + HMI، عرض في الوقت الحقيقي لدرجة الحرارة والضغط والتركيز والتوصيلية، بدء وإيقاف بضغطة زر واحدة، يدعم الاتصال بنظام التحكم الموزع الخاص بالمالك.

رابعاً: ما هي سيناريوهات المالك المناسبة؟ 

عدم تصريف السوائل من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة: مياه الصرف الصحي الناتجة عن إزالة الكبريت من محطات الطاقة، ومحلول ملحي مركز كيميائي للفحم، ومياه الصرف الصحي الناتجة عن الطلاء الكهربائي/الصباغة، مع إجمالي المواد الصلبة الذائبة يصل إلى 150000 ملجم/لتر.

الصناعات الكيميائية/الصيدلانية: استعادة المحلول الأم، واستعادة المذيبات، وتركيز المنتجات الحساسة للحرارة (الفيتامينات، والمضادات الحيوية، والجلوكوز).

الغذاء والتخمير: تركيز منخفض الحرارة لعصير الفاكهة، ومصل اللبن، وسكر النشا، ومستخلص الخميرة، مما يحافظ على اللون والرائحة والطعم.

استعادة الموارد: عملية متكاملة "التبخير ← التبلور ← التجفيف" للأملاح غير العضوية مثل Na₂SO₄ و NaCl و (NH₄)₂SO₄، مما ينتج عنه أملاح ثانوية تلبي المعايير الصناعية.

خامساً: ست قيم رئيسية للمالكين

1. انخفاض تكاليف التشغيل: بالمقارنة مع الأنظمة أحادية التأثير، تصل نسبة توفير البخار إلى 60% إلى 75%. وبناءً على قدرة تبخير تبلغ 10 أطنان/ساعة، و7200 ساعة تشغيل سنويًا، وتكلفة بخار تبلغ 220 يوان/طن، فإن التوفير السنوي في تكلفة البخار يصل إلى 6 ملايين يوان أو أكثر.

2. بصمة صغيرة واستثمار أقل: هيكل إطار متكامل ثلاثي التأثير، يشغل مساحة ≤ 1.3 ضعف مساحة النظام أحادي التأثير، مما يلغي الحاجة إلى مباني المصانع ذات الامتداد الكبير.

3. درجة عالية من الأتمتة: لا يتطلب سوى مشغل واحد، مع نظام تنظيف آلي ونظام CIP عبر الإنترنت، مما يقلل من العمالة بنسبة 50٪.

4. مياه صرف عالية الجودة: مياه مقطرة ذات COD ≤ 30 ملغم/لتر وموصلية ≤ 100 ميكروسيمنز/سم، والتي يمكن إعادة استخدامها مباشرة في الغلايات أو أنظمة التبريد المتداولة.

5. التبخر بدرجة حرارة منخفضة، تآكل أقل: يعمل التأثير النهائي عند 45-60 درجة مئوية، مما يطيل عمر المعدات بأكثر من 30٪ مقارنة بالتبخر أحادي التأثير عند 110 درجة مئوية.

6. سياسات ملائمة: مدرجة في "الكتالوج الوطني لتقنيات توفير المياه الصناعية المشجعة"، مع توفر إعانات استثمارية تتراوح من 10٪ إلى 30٪ في بعض المحافظات.

سادساً: طريقة الاختيار ثلاثية الخطوات للمالكين

1. تقييم جودة المياه: تقديم تقلبات جودة المياه السنوية (TDS، COD، Cl⁻، Ca²⁺/Mg²⁺، SiO₂، العسر) لتحديد المواد ومخاطر الترسيب.

٢. حساب توازن الطاقة: بناءً على ضغط البخار، ودرجة حرارة ماء التبريد، وسعر الكهرباء، يتم تحديد عدد الوحدات (٣/٤/٥/٦) وما إذا كان سيتم إضافة إعادة ضغط البخار الميكانيكية (MVR)، مع مراعاة أن الخيار الأمثل هو الأقل تكلفة تشغيلية إجمالية. ٣. الموقع والمرافق: يتم تحديد قطر أنبوب البخار، وحجم ماء التبريد، وحمل الطاقة، واتجاه تصريف النفايات السائلة؛ ويمكن تحديد التصميم المتكامل أو المنفصل وفقًا لذلك.

سابعاً: النقاط الرئيسية للتشغيل والصيانة – ضمان بقاء المعدات محدثة لمدة 20 عاماً

بدء التشغيل: قم أولاً بتفريغ الهواء إلى -0.085 ميجا باسكال، ثم قم بتغذية المادة لمنع التقشر الناتج عن ظروف "الجدار الجاف".

التنظيف: التدوير مع 60 درجة مئوية، 2%-3% NaOH لمدة 30 دقيقة لكل وردية؛ التخميل بحمض النيتريك بنسبة 1% في عطلات نهاية الأسبوع؛ سمك الترسبات السنوي عند الإغلاق ≤0.5 مم.

الوقاية من التآكل: عندما يكون تركيز Cl⁻ > 8000 ملغم/لتر، اختر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205/2507 أو التيتانيوم لأنابيب التبادل الحراري، وبطانة مطاطية للأغطية الطرفية، مما يضاعف العمر الافتراضي.

معدل تسرب الفراغ: الكشف الشهري ≤0.5 كيلو باسكال/ساعة؛ استبدل الأختام الميكانيكية والحشيات على الفور إذا تم تجاوزها للحفاظ على أهداف استهلاك الطاقة.

ثامناً: حالات نموذجية (للاطلاع عليها من قبل المالك)

شركة أدوية في شرق الصين: تقنية التبلور بالأغشية المتساقطة ثلاثية التأثير + التبلور بالدوران القسري، معالجة 8 أطنان/ساعة من المحلول الأم عالي الملوحة، معدل التبخر 6.5 أطنان/ساعة، استهلاك البخار 0.22 طن/طن ماء، توفير 5.2 مليون يوان صيني في تكاليف البخار سنوياً، مع عائد على الاستثمار في 18 شهراً.

مجمع طباعة وصباغة في جنوب الصين: تأثير رباعي + MVR، معدل تبخر 20 طن/ساعة، معدل إعادة استخدام المياه 92%، محتوى الماء المالح المختلط الصلب ≤5%، يفي بـ "معيار إعادة استخدام مياه الصرف الصناعي" GB/T19923-2005.

تاسعاً: الخاتمة

إنّ المبخر متعدد المراحل ليس مجرد "مبخر"، بل هو حل هندسي متكامل يوفر قيمة ثلاثية لأصحاب المنشآت: "توفير الطاقة + خفض الانبعاثات + استعادة الموارد". طالما لديك بخار بضغط ≥ 0.3 ميجا باسكال أو حرارة مهدرة أعلى من 85 درجة مئوية في الموقع، بالإضافة إلى مياه صرف صحي عالية الملوحة أو عالية الطلب الكيميائي للأكسجين، أو مواد تتطلب تركيزًا/تبلورًا، فإنّ المبخرات متعددة التأثير هي الحل الأمثل في أغلب الأحيان، إذ تتميز بأقل تكلفة دورة حياة وأكبر دعم سياسي. تواصلوا معنا لتزويدنا بتقرير جودة المياه وبيانات البخار للحصول على موازنة طاقة مجانية وحساب عائد الاستثمار، مما يسمح لكل طن من البخار بتحقيق أكثر من أربعة أطنان من "فوائد التبخير"!