معدات تبخير وتبلور كلوريد البوتاسيوم

مبدأ العمل 

تعتمد معدات تبلور كلوريد البوتاسيوم بالتبخير بشكل أساسي على مبدأ التبلور بالتبخير. بتسخين محلول يحتوي على كلوريد البوتاسيوم، يتبخر الماء، محققًا حالة تشبع فائقة، مما يؤدي إلى تبلور كلوريد البوتاسيوم وترسيبه. بناءً على خصائص ذوبان كلوريد البوتاسيوم، تستخدم المعدات عادةً الطرق التالية:

طريقة التبخير: تحقيق التشبع الفائق بإزالة جزء من المذيب. مناسبة لمحاليل كلوريد البوتاسيوم حيث لا تتغير ذوبانيتها بشكل ملحوظ مع درجة الحرارة.

طريقة التبريد الفراغي: يتبخر المذيب في الفراغ، بينما يُبرّد المحلول تبريدًا حراريًا للتبلور. مناسبة لمواد مثل كلوريد البوتاسيوم، حيث تزداد ذوبانيته بمعدل معتدل مع ارتفاع درجة الحرارة.

أنواع المعدات

مُبخِّر متعدد التأثيرات: يستخدم مُبخِّرات متعددة متصلة على التوالي، مما يُحقق تركيز كلوريد البوتاسيوم والتبلور من خلال عمليات تبخير وتكثيف متعددة. على سبيل المثال، يستخدم مُبخِّر ثلاثي التأثيرات سلسلة من المُبخِّرات (التأثير الأول، والثاني، والثالث) للتبخير على مراحل، باستخدام البخار المُتولد في التأثير السابق كمصدر حرارة للتأثير التالي، مما يُحسّن كفاءة الطاقة.

جهاز التبلور بالتبخير MVR: يستخدم تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR)، حيث يضغط البخار الثانوي الناتج أثناء التبخير لزيادة درجة حرارته وضغطه، ثم يستخدمه كمصدر للحرارة، مما يؤدي إلى توفير كبير في الطاقة.

جهاز التبلور ذو الدورة الخارجية: يتكون من غرفة التبلور، وأنابيب الدورة، ومضخة الدورة، والمبادل الحراري، وما إلى ذلك، وهو مناسب للتبلور عن طريق التبخر، أو التبريد غير المباشر، أو طرق التبريد بالفراغ، وهو مناسب لإنتاج بلورات مثل كلوريد البوتاسيوم.

سير العملية: 

إذا أخذنا جهاز التبلور بالمبخر ثلاثي التأثير كمثال، فإن سير العملية يشمل:

1. التسخين المسبق للمحلول: التسخين المسبق للمحلول المحتوي على كلوريد البوتاسيوم لتحسين كفاءة التبخر.

2. التبخير بالتأثير الأول: يتم تغذية المحلول المسخن مسبقًا إلى مبخر التأثير الأول، حيث يتم تسخينه وتبخير بعض الماء، مما يؤدي إلى توليد بخار التأثير الأول.

3. التبخر بالتأثير الثاني: يعمل بخار التأثير الأول كمصدر للحرارة لمبخر التأثير الثاني، مما يسمح للمحلول في مبخر التأثير الثاني بمواصلة التبخر، مما يؤدي إلى توليد بخار التأثير الثاني.

4. التبخير بالتأثير الثالث: يعمل بخار التأثير الثاني كمصدر للحرارة لمبخر التأثير الثالث، مما يؤدي إلى مزيد من تبخير الماء في المحلول.

٥. التبلور والفصل: في المبخر ثلاثي التأثير، مع استمرار تبخر الماء، يتركز كلوريد البوتاسيوم تدريجيًا ويتبلور. وأخيرًا، تُفصل بلورات كلوريد البوتاسيوم عن السائل الأم بالطرد المركزي أو الترشيح.

ميزات المعدات

• سريع وموفر للطاقة: يؤدي تطبيق تقنية التبخر متعدد التأثيرات وتقنية MVR إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة بشكل كبير وتقليل استهلاك الطاقة.

• أتمتة عالية: مجهزة بنظام التحكم PLC أو DCS، فهي تحقق التشغيل التلقائي الكامل، مما يقلل التدخل اليدوي ويحسن كفاءة الإنتاج.

• مقاومة قوية للتآكل: باستخدام مواد مقاومة للتآكل مثل التيتانيوم والهاستيلوي، فإنها تعمل على إطالة عمر المعدات.

• معدل استرداد مرتفع للموارد: إن معدل الاسترداد المرتفع والنقاء العالي لبلورات كلوريد البوتاسيوم يمكّن من الاستفادة من الموارد.

سيناريوهات التطبيق

تُستخدم معدات تبلور كلوريد البوتاسيوم بالتبخير على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والدوائية وحماية البيئة، لا سيما لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على كلوريد البوتاسيوم، وتحقيق استخلاصه وإعادة استخدام موارد المياه. على سبيل المثال، في معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة، تفصل تقنية التبلور بالتبخير كلوريد البوتاسيوم عن مياه الصرف، مما يقلل الملوحة ويلبي معايير الصرف البيئي.