معدات التبخير والتركيز ذات التأثير الرباعي

مبدأ العمل 

يتكون جهاز التبخير ووحدة التركيز رباعية التأثير من أربعة مبخرات (تُسمى "مُبخرات"). يستخدم كل مُبخر البخار الثانوي الناتج عن المُبخر السابق كمصدر للحرارة. وتتم العملية كما يلي:

1. التأثير الأول: يدخل سائل المادة الخام إلى مبخر التأثير الأول ويتم تسخينه حتى الغليان بواسطة بخار خارجي (عادةً بخار حي)، مما ينتج عنه بخار ثانوي ومركز.

2. التأثير الثاني: يدخل البخار الثانوي الناتج في التأثير الأول إلى التأثير الثاني، ويعمل كمصدر للحرارة لتسخين سائل المادة الخام في التأثير الثاني، مما يؤدي مرة أخرى إلى إنتاج البخار الثانوي والمركز.

3. التأثير الثالث: يدخل البخار الثانوي من التأثير الثاني إلى التأثير الثالث، ويستمر في تسخين سائل المادة الخام.

4. التأثير الرابع: يدخل البخار الثانوي من التأثير الثالث إلى التأثير الرابع، لإكمال عملية التسخين النهائية.

تنخفض درجة حرارة تبخر كل تأثير تدريجيًا. وباستخدام الحرارة الكامنة للبخار على مراحل متعددة، تتحسن كفاءة الطاقة بشكل ملحوظ.

المزايا 

توفير سريع للطاقة: بفضل التبخير متعدد المراحل وإعادة استخدام البخار، ينخفض استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ. مقارنةً بالمبخر أحادي التأثير، يُقلل المبخر رباعي التأثير استهلاك البخار بشكل ملحوظ، موفرًا ما بين 70% و80% من البخار.

كفاءة التركيز العالية: تعمل أربعة مبخرات على التوالي، مع تركيز المواد تدريجيًا في كل تأثير، مما يحقق نسبة تركيز عالية في وقت قصير.

جودة المنتج الجيدة : تسمح درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا في كل تأثير بتركيز المواد الحساسة للحرارة في ظل ظروف لطيفة، مما يقلل من المشاكل مثل التدهور وتغير اللون الناجم عن درجات الحرارة المرتفعة.

تشغيل مستقر وموثوق: تم تجهيز النظام بنظام تحكم آلي كامل يمكنه مراقبة وضبط المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط ومستوى السائل في كل تأثير في الوقت الفعلي.

العيوب:

• التكلفة الأولية المرتفعة: إن التكلفة الأولية للاستثمار في جهاز التبخير رباعي التأثير مرتفعة نسبيًا.

• تكاليف التشغيل والصيانة المرتفعة: نظرًا للهيكل المعقد للمعدات، فإن تكاليف التشغيل والصيانة مرتفعة نسبيًا أيضًا.

• سيناريوهات التطبيق: تُستخدم معدات التبخير والتركيز ذات التأثير الرباعي على نطاق واسع في المجالات التالية:

• الصناعة الكيميائية: معالجة مياه الصرف الصحي ذات الملوحة العالية والمحاليل الحمضية/القلوية.

• صناعة الأدوية: تركيز المحاليل الصيدلانية واستعادة المذيبات.

• صناعة الأغذية: تركيز عصير الفاكهة ومنتجات الألبان.

• حماية البيئة: معالجة مياه الصرف الصناعي بدون أي تصريف.

توصيات الاختيار:

• سعة التبخر: يوصى باستخدام مبخرات ثلاثية أو رباعية التأثير بالنسبة للمبخرات التي تزيد سعة تبخرها عن 100 طن.

• خصائص المواد: حدد نوع المبخر المناسب بناءً على لزوجة المادة وكثافتها وقابليتها للتآكل وحساسيتها للحرارة واتجاهها للتكلس.

• اعتبارات التكلفة: يتم النظر في تكلفة البناء الأولية وتكاليف التشغيل بشكل شامل، ويتم تحديد التكلفة النهائية على أساس الظروف المحددة للشركة المصنعة.

تُستخدم معدات التبخير والتركيز ذات التأثير الرباعي على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي نظرًا لمزاياها مثل التوفير السريع للطاقة وكفاءة التركيز العالية وجودة المنتج الجيدة، وهي مناسبة بشكل خاص للتطبيقات ذات المتطلبات العالية لكفاءة التبخير وجودة المنتج.