Технологии

Если подается природный рассол и есть возможность подачи электроэнергии логичным решением станет процесс повторного сжатия пара. Совершенствуя технологии повторного механического сжатия пара в Европе, компания EVATHERM впервые использовала одноступенчатый компрессор и титановые трубы. Сейчас эта технология стала промышленным стандартом. Выпарная установка с механическим повторным сжатием пара (МПСП) работает подобно «открытой теплонасосной установке» (процесс Карно), когда пары повторно сжимаются до уровня давления нагревающего пара.
Энергия для процесса выпаривания является результатом повышения изоэнтропийной энтальпии потока пара. Конденсат пара и продувка также используются для предварительного нагрева подаваемого сырья почти до рабочей температуры установки. Вследствие такого интенсивного использования тепла дополнительное потребление пара близко к нулю. Небольшое количество тепла требуется только для запуска установки. Компрессор может быть типа радиального турбокомпрессора либо относиться к серии промышленных воздуходувов (вентиляторов). Компрессоры – это объемные центрифуги, что означает, что они работают с постоянными показателями объемного расхода при данной скорости. Соответственно, общий поток пара колеблется в зависимости от давления всасывания компрессора. Основные характеристики системы механического повторного сжатия пара (МПСП) в кратком изложении следующие: • Почти нет потребления пара • Охлаждение воды не требуется • Гибкое управление Также нужно отметить, что допускаемая степень снижения производительности системы МПСП ограничена показателем примерно в 35%, благодаря системе защиты от повышения напряжения компрессоров и минимальному давлению всасывания. Термодинамическая конструкция такой установки должна выполняться очень тщательно для обеспечения эксплуатации компрессора с наивысшей эффективностью. Также очень важна конструкция кристаллизатора. Так называемое тепловое короткое замыкание должно быть сведено к минимуму либо полностью исключено.
Рекристаллизация хлорида натрия или поваренной соли – это процесс, который позволяет получать соль очень высокой степени чистоты при использовании сравнительно небольшой тепловой энергии. Наша компания совместно с EVATHERM обладает специальными знаниями для всех соответствующих технологических систем, таких как растворение хлорида натрия, осаждения и фильтрации. Процесс рекристаллизации очень похож на процесс мгновенного испарения для опреснения морской воды применительно к многоступенчатой выпарной установке.
Ненасыщенный раствор рециркуляции насыщается твердой солью при температуре около 108°C, и стекает в несколько кристаллизаторов мгновенной кристаллизации, работающих при разном давлении. Вследствие падения давления в каждом кристаллизаторе вода испаряется и, следовательно, при перенасыщении солью начнет процесс кристаллизации. Вычищенные вещества из последнего кристаллизатора будут закачаны в шахты подогревателя (смешивающие конденсаторы), где холодный насыщенный рассол будет смешан с горячими парами, выходящими из выпаривателей. Продукцией является ненасыщенный рассол при температуре около 108°C, который поступает в сатураторы. Потери тепла компенсируются за счет вспомогательных подогревателей, встроенных в одну петлю кристаллизатора либо в трубопровод горячей рециркуляции рассола. Применение дополнительной установки когенерации в форме дизельного генератора особенно выгодно, т.к. вторичное тепло может использоваться для компенсации тепла. Особые выгоды данного процесса очевидны: • Очень высокая чистота продукта • Низкое удельное потребление пара • Почти нейтральный водный баланс (требуется лишь небольшое количество добавочной воды) Использованные мощности относительно невелики (максимально 200.000 мегатонн/год) по сравнению с огромным мультиэффектом и установками механической рекомпрессии пара).
Кристаллизация при охлаждении может применяться, когда показатель растворимости раствора резко повышается с падением температуры либо когда следует избегать выпаривания растворителя. В зависимости от конкретной задачи может применяться вакуумное охлаждение или процесс охлаждения поверхности, который является атмосферным процессом. При кристаллизации при вакуумном охлаждении перенасыщение раствора происходит посредством выпаривания растворителя, а также вследствие охлаждения остаточного раствора.
Кристаллизаторы спроектированы как установки сверхбыстрого охлаждения, наподобие выпарных установок, применяемых в процессе рекристаллизации. Вакуум генерируется посредством эжекторов высокой производительности с конденсационной системой. С другой стороны, при кристаллизации охлаждения поверхности перенасыщение является лишь результатом падения температуры жидкости. Кристаллизаторы охлаждения поверхности производства компании EVATHERM характеризуются соответствующим контролем перенасыщения и ограниченной способностью образовывать отложения даже при очень низкой температуре. Установки с рабочими температурами от -10° C до -20°C уже успешно работают. Сложная система охлаждения делает этот процесс ценной и практически осуществимой альтернативой другим процессам.
Если подается в качестве сырья рассол и имеется пар низкого давления для нагревания, то наиболее предпочтительной является многоступенчатая вакуумная система. Уровни чистоты могут устанавливаться с помощью применения соответствующих систем промывки. Установка многократного выпаривания является, вероятно, наиболее классическим процессом для производства солей. Принцип ее работ прост. Сначала происходит нагревание острым паром; на последующих этапах производится нагревание парами вышестоящей установки. С увеличением числа операций потребление острого пара может соответствующим образом сокращаться. Число операций варьируется от 2 до 6, может быть, 7.
Количество операций не может увеличиваться произвольно, поскольку задан максимально доступный диапазон температур. При низкой температуре внешние условия, такие как остывание воды или понижение температуры воздуха, являются ограничивающими факторами. При высокой температуре механическая конструкция и сопротивление коррозии выбранных материалов определяются верхним пределом температуры. Давление пара также может определять рабочее давление на первом стадии (обычно пар низкого давления в 4-6 бар достаточен для осуществления пятой и шестой стадии установки). Также нужно учитывать, что большое число стадий означает увеличенную общую поверхность нагревания, что является важным фактором себестоимости. Достижение оптимальной конструкции означает достижение оптимального соотношения между затратами энергии и объемом инвестиций. Идея предварительного нагрева играет решающую роль, помогая верно определить число корпусов. Сложные системы предварительного нагрева являются отличительным признаком при сравнении стандартных и высокотехнологичных установок. Для обеспечения оптимальной эффективности установки в условиях первоначального потребления энергии пар должен генерироваться при высоком давлении для использования энергии для производства электричества паровой турбиной с противодавлением или лучше ТЭЦ с паровой или газовой турбиной. Отработавший пар может использоваться для нагрева выпарной установки. При меньшей мощности выпаривания, когда применение системы совместного производства тепла и электроэнергии невозможно или нецелесообразно, совокупный КПД может быть повышен за счет применения термального повторного сжатия паров (эжектора).

Вверх