نظام التبخر والتركيز لكلوريد الكالسيوم MVR بقدرة 2 طن/ساعة للصناعات الكيميائية الدقيقة

أولا: خلفية المشروع

كلوريد الكالسيوم، كمنتج ثانوي أو مكون شائع في مراحل عملية محددة، يُوجد بكثرة في مياه الصرف الصحي أو المواد الوسيطة أثناء إنتاج المواد الكيميائية الدقيقة. يتميز محلوله بدرجة غليان عالية، وتآكل عالٍ، وميل للتقشر، مما يُصعّب معالجته. يُنتج عميل شركة كونكينفي للمواد الكيميائية الدقيقة كمية كبيرة من محلول كلوريد الكالسيوم منخفض التركيز يوميًا، وقد صمم نظامًا للتبخير والتركيز بتقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR). كان العميل بحاجة ماسة إلى حل معالجة تركيزي عالي الكفاءة وموفر للطاقة، قادر على استعادة الموارد، نظرًا لأن طرق التخلص التقليدية كانت مكلفة ولم تتوافق مع مبادئ الاقتصاد الدائري الأخضر.

II.الحل

بناءً على فهمها العميق لخصائص كلوريد الكالسيوم، صممت شركة كونكينفي وبنت نظامًا لتبخير وتركيز الدورة القسرية (MVR) بقدرة طنين في الساعة للعميل. يعتمد هذا الحل على تقنية إعادة الضغط الميكانيكي للبخار (MVR) كأساس له، بالإضافة إلى تصميمات خاصة مضادة للتكلس والتآكل، مما يُمكّن من تركيز محلول كلوريد الكالسيوم منخفض التركيز بنجاح إلى تركيز عالٍ، مما يُرسي أساسًا متينًا لاستغلال الموارد لاحقًا.

ثالثًا: مزايا النظام الأساسية

1. تصميم مضاد للتكلس مستهدف للتشغيل المستمر

لمعالجة مشكلة تبلور كلوريد الكالسيوم وتكلسه أثناء التبخير، يستخدم مُبخِّر قلب النظام وضع الدوران القسري (FC). تحافظ مضخة دوران عالية التدفق على تدفق مضطرب عالي السرعة للمادة داخل الأنابيب، مما يُثبِّط بشكل كبير التصاق البلورات ونموها على جدران الأنابيب المُسخَّنة. يُساعد هذا على حل مشكلة التكلس والانسداد بفعالية، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا ومستمرًا للنظام على المدى الطويل.

2. توفير كبير في الطاقة

يستغل نظام MVR هذا الحرارة الكامنة للبخار الثانوي بشكل كامل. يُضغط البخار الثانوي الناتج عن التبخير بواسطة ضاغط توربيني عالي الكفاءة، مما يزيد من درجة حرارته وضغطه، ليكون مصدر الحرارة الرئيسي للنظام. هذا يُقلل بشكل كبير من الاعتماد على البخار النقي الخارجي، ويخفض استهلاك الطاقة التشغيلية بنحو 60% مقارنةً بالمبخرات التقليدية متعددة التأثيرات، مما يُحقق فوائد اقتصادية كبيرة للعملاء. 

3. المواد المتقدمة وتكنولوجيا الحماية من التآكل

نظرًا للتآكل الشديد لمحلول كلوريد الكالسيوم للفولاذ الكربوني، خاصةً في درجات الحرارة العالية والتركيزات العالية، فإن المكونات الأساسية لهذا النظام التي تلامس هذه المادة (مثل أنابيب التسخين، وغرف التبخير، ومضخات الدوران) مصنوعة جميعها من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الجودة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج 2205) أو التيتانيوم. هذا يُحل مشكلة تآكل المعدات بشكل جذري، ويُطيل عمر النظام، ويُقلل من تكاليف الصيانة.

4. التحكم الآلي للغاية

يدمج النظام نظام تحكم PLC متطورًا، يُمكّنه من ضبط المعلمات الرئيسية بدقة وتلقائية، مثل تركيز التغذية، ومستوى السائل، ودرجة الحرارة، والضغط، وسرعة الضاغط. يتكيف النظام تلقائيًا مع تقلبات ظروف التشغيل، محققًا تشغيلًا وإيقافًا بزر واحد، وتشغيلًا آليًا بالكامل، مما يضمن بفعالية استقرار تركيز المُركّز النهائي، ويُقلل من شدة وأخطاء التشغيل اليدوي.

5. استغلال الموارد، وتحويل النفايات إلى كنز

يُركز النظام بنجاح محلول كلوريد الكالسيوم المخفف إلى تركيز عالٍ يصل إلى 40% أو أكثر (أو يُعالجه لاحقًا ليتحول إلى مادة صلبة). يُمكن بيع المنتج كمنتج، ويُستخدم على نطاق واسع في أجهزة إزالة الرطوبة، ومواد إذابة الجليد، والمجففات، ومواد البناء، وغيرها من المجالات، مما يُحقق استغلالًا فعالًا لموارد النفايات ويخلق فوائد اقتصادية جديدة.

IV. نظرة عامة على سير عملية النظام

1. التغذية والتسخين المسبق: يمر السائل الخام أولاً عبر مبادل حراري لوحي، ويخضع لتبادل حراري متعدد المراحل مع مكثف النظام ومركزاته، ويتم التسخين المسبق إلى ما يقرب من نقطة الغليان واستعادة الحرارة المهدرة للنظام بالكامل.

٢. التبخير بالدوران القسري: تدخل المادة المُسخّنة مُسبقًا إلى مُبخّر الدوران القسري. تعمل مضخة الدوران، فتتدفق المادة بسرعة عالية عبر حجرة التسخين، ممتصةً الحرارة من البخار الثانوي المضغوط، ومُسخّنةً (ولكن دون غليان). عند دخول حجرة فصل التبخير، وبسبب انخفاض الضغط المفاجئ، تُولّد المادة بخارًا ثانويًا.

٣. ضغط البخار وإعادة استخدامه: يدخل البخار الثانوي الناتج عن التبخير الفوري إلى الضاغط، ويُضغط لزيادة درجته، ثم يُعاد إلى حجرة التسخين كمصدر للحرارة. تُشكل هذه الدورة نظامًا عالي الكفاءة لاستغلال الطاقة الحرارية.

٤. التركيز والتفريغ: تدور المادة باستمرار داخل النظام، وتتبخر الرطوبة باستمرار، مما يزيد التركيز تدريجيًا. عند الوصول إلى التركيز المحدد مسبقًا، يُفرَّغ محلول كلوريد الكالسيوم عالي التركيز باستمرار من النظام؛ وبعد التبريد، يمكن استخدامه كمنتج.

5. إعادة استخدام المكثفات: يمكن إعادة استخدام المكثفات النظيفة المتكونة من تكثيف بخار التسخين، بعد تسخين السائل الخام في المبادل الحراري، كمياه معالجة عالية الجودة، مما يحقق إعادة تدوير موارد المياه.

نتائج المشروع وقيمة العميل

منذ التشغيل المستقر لنظام التبخر والتركيز بالدوران القسري MVR لكلوريد الكالسيوم 2 طن/ساعة، فقد خلق قيمة متعددة الأبعاد للعميل:

1. انخفاض كبير في تكاليف التشغيل: يحل استهلاك الكهرباء المنخفض للغاية محل الغالبية العظمى من استهلاك البخار، مما يوفر أكثر من مليون يوان في تكاليف التشغيل السنوية.

2. الامتثال البيئي واستغلال الموارد: فهو يحل تمامًا مشكلة التخلص من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وينتج منتجات كلوريد الكالسيوم ذات القيمة الاقتصادية، مما يحقق وضعًا مربحًا للجانبين من حيث الفوائد البيئية والاقتصادية.

3. ضمان الإنتاج المستقر: تضمن قدرات مكافحة التوسع القوية أن يعمل النظام لأكثر من 8000 ساعة سنويًا، مما يوفر دعمًا قويًا لاستمرارية واستقرار إنتاج العميل.

ويثبت التنفيذ الناجح لهذا المشروع مرة أخرى القدرات التقنية القوية والخبرة الهندسية الغنية التي تتمتع بها شركة كونكينفي في التعامل مع المواد الكيميائية شديدة الصعوبة وسهلة التوسع والتآكل.