Evaporation and Evaporators

İlkeler Buharlaşma

Buharlaşma, sıvı bir maddenin bir gaza veya buhara dönüşmesidir. Temelde gaz ve buhar terimleri arasında temelde bir fark yoktur, ancak gaz, standart basınç ve sıcaklık koşulları altında gaz halinde görünen bir maddeyi tanımlamak için kullanılır ve normal olarak bir maddenin gaz halindeki durumunu tanımlamak için buhar kullanılır. sıvı veya katı.

Bir sıvıya kaynama noktasında, basınç sabit tutularak ısı eklendiğinde, sıvının molekülleri, sıvı halde kendilerini birbirine bağlayan moleküller arası kuvvetlerin üstesinden gelmek için yeterli enerji elde ederler ve tek tek buhar molekülleri olarak kaçarlar. buharlaşma tamamlandı. Kaynayan bir sıvının sıcaklığı, sıvının tamamı gaza dönüştürülene kadar sabit kalır.

Her madde için, belirli bir miktarda maddenin buharlaştırılması için belirli bir miktar ısı sağlanmalıdır. Bu ısı miktarı, maddenin gizli buharlaşma ısısı olarak bilinir. Durum değişikliğine uğrayan her gram (veya her molekül) için uygulanan ısı miktarı, maddenin kendisine bağlıdır. Örneğin, bir gram suyu bir atmosfer basınçta kaynama noktasında buhara dönüştürmek için gereken ısı miktarı, yani suyun buharlaşma ısısı yaklaşık 540 kaloridir.

Evaporation

Sıvılar, kaynama noktalarının altındaki sıcaklıklarda da gazlara dönüşebilir. Kaynama noktasının altındaki bir sıvının buharlaşmasına, herhangi bir sıcaklıkta bir sıvının yüzeyi sınırsız bir alanda açığa çıktığında meydana gelen buharlaşma denir. Bununla birlikte, yüzey kapalı bir alanda açığa çıktığında ve sıvı, boşluğu buharla doyurmak için gerekenden fazla olduğunda, yüzeyden çıkan maddenin molekül sayısı ile geri dönen madde arasında hızla bir dengeye ulaşılır. o. Sıcaklıktaki bir değişiklik bu dengeyi bozar; Örneğin sıcaklıktaki bir artış, moleküllerin yüzeydeki aktivitesini arttırır ve sonuç olarak uçuş hızlarını arttırır.

Bir molekülün termal hareketi sıvının yüzey geriliminin üstesinden gelir ve buharlaşır, yani kinetik enerjisi yüzeydeki kohezyonun iş fonksiyonunu aşar.
Sıcaklık yeni noktada kısa bir süre korunduğunda, kısa sürede yeni bir denge kurulur.

Kapalı bir alanda bir sıvının buharının uyguladığı basınca buhar basıncı denir. Herhangi bir sıcaklıkta farklı maddeler için farklılık gösterir, ancak her maddenin belirli bir sıcaklık için belirli bir buhar basıncı vardır. Kaynama noktasında bir sıvının buhar basıncı atmosfer basıncına eşittir. Örneğin, bir barometredeki cıva yüksekliği cinsinden ölçülen suyun buhar basıncı 0 ° C'de 4,58 mm ve 100 ° C'de 760 mm'dir (kaynama noktası).

Buharlaşmayı etkileyen faktörler şunlardır:

  • Havada buharlaşan maddenin konsantrasyonu. Havada zaten yüksek konsantrasyonda buharlaşan madde varsa, o zaman verilen madde daha yavaş buharlaşacaktır.
  • Havadaki diğer maddelerin konsantrasyonu. Hava diğer maddelerle zaten doymuşsa, buharlaşma için daha düşük bir kapasiteye sahip olabilir.
  • Maddenin sıcaklığı. Madde daha sıcaksa, buharlaşma daha hızlı olacaktır.
  • Havanın akış hızı. Bu kısmen yukarıdaki konsantrasyon noktaları ile ilgilidir. Temiz hava sürekli olarak maddenin üzerinde hareket ediyorsa, o zaman havadaki madde konsantrasyonunun zamanla artma olasılığı daha düşüktür ve bu da daha hızlı buharlaşmayı teşvik eder. Ek olarak, hareket halindeki moleküller hareketsiz durumdakilere göre daha fazla enerjiye sahiptir ve bu nedenle hava akışı ne kadar güçlüyse, hava moleküllerinin buharlaşma gücü de o kadar büyük olur.
  • Moleküller arası kuvvetler. Katı haldeki sıvıda molekülleri bir arada tutan kuvvetler ne kadar güçlü olursa, onları buharlaştırmak için o kadar fazla enerji girişi gerekir.

Evaporatörler

Buharlaştırma üniteleri (veya buharlaştırıcılar) proses suyu, atık su ve su bazlı atıkların arıtılması için buharlaştırma prensibini kullanır. İşlem gören tipik sıvı, 100 g / L'den büyük olmayan bir konsantrasyona sahip organik ve inorganik kirleticiler içeren sulu bir atıktır.
Farklı tipte evaporatörler, farklı performanslara sahip farklı su arıtma problemleriyle karşılaşabilir.
Üretim kapasitesi 0.15 ila 60 ton / gün arasında değişmektedir ve tüm modeller atık suyu pompalanabilir bir sıvı olarak konsantre edebilir, düşük güç tüketimi ile% 30 TDS ile kolayca bir konsantreye ulaşabilir.

Buharlaştırıcılar ayrıca önceden konsantre edilmiş veya tortu bırakan sıvıları veya konsantre asitleri ve aşırı aşındırıcı sıvıları da işleyebilir. Doğal veya zorunlu sirkülasyonlu ısı pompası, sıcak su veya buhar veya Mekanik Buhar Yeniden Sıkıştırma (MVR) kullanırlar.

Evaporatör uygulamalarının bazı örnekleri, suyun aşağıdakilerden ayrılmasıyla ilgilidir:

  • maddeleri ve aktif bileşenleri geri kazanmak için seyreltilmiş galvanik banyolar
  • yağı geri kazanmak için yağ emülsiyonları
  • sabun ve deterjan bakımından zengin yağ giderme banyoları
  • konsantre asit banyoları veya çok aşındırıcı çözeltiler
  • fotografik banyolar
  • konsantre salin solüsyonları
  • depolama sahası sızıntı suyu ve atık depolama ve bertarafından kaynaklanan damlamalar
  • sintine suları
  • bitmiş mürekkep içeren durulama suları
  • kimya, kozmetik ve ilaç endüstrisinin ara maddeleri ve atık sularının sentezlenmesi

Uygulama örnekleri

Alüminyum poli-klorür üretiminde sıfır deşarj

Çevre yetkilileri ve daha yüksek bertaraf maliyetleri ile motive olan Barselona'dan çok uzak olmayan bir sanayi bölgesinde bulunan bir İspanyol şirketi, 2001 yılında atık suları işlemek için kullanılan reçinelerin asit elüatlarını arıtmak için tasarlanmış bir tesis geliştirdi (bkz. Şekil 1). üretim hatları.
Tesisin amacı, ofset klişe baskı plakalarından gelen atıksu içerisinde çözünen alüminyumu geri kazanmaktı.

Sağlanan buharlaştırıcı, ara sıvı içeren bir ısı pompalı vakumlu buharlaştırıcıdır: konsantre atık ve yoğuşma ile temas eden malzeme PTFE kaplı çeliktir ve iki PVDF ve silikon karbür eşanjörde ısı değişimi sağlanır.

Başlangıçtan bir yıl sonra, analitik sonuçlar nihai ürünün ilk beklentilerini doğruladı - su arıtma için kimyasallar için pazarın talep ettiği sabit yoğunluklu bir çözüm. Rejenerasyon banyolarının üretimi için damıtık geri dönüşümü, sıfır deşarj elde edildiğinden, üretimin genişletilmesi için yerel izin alınmasına izin verdi.

Geçmişte şirket, HCl ve AlCl3 çözeltisinden oluşan atıkları yüksek yıllık maliyet ve önemli depolama sorunları ile bertaraf ediyordu.
Şu anda, bu maliyet kalemi ortadan kaldırılmıştır ve sınırlı tesis yönetimi maliyetleri ile birlikte, konsantre ürünü istikrarlı bir şekilde satarak yıllık bir gelir garanti etmektedir.

Kazıma işleminden çıkan atık suyun vakumla buharlaştırılması yoluyla arıtma

Tifdruk işleminde, baskı elemanları bir silindir üzerine oluk şeklinde oyulur. Daha sonra, silindir, daha sonra çizimi doğrudan kağıda aktarmak için kazınmış çizimi dolduran mürekkebe batırılır.
Silindir genellikle bir demir çekirdeğe sahiptir ve gravürden önce nikel kaplıdır, elektrolitik olarak bakır kaplanır ve rektifiye edilir. Daha sonra silindir, döner prese yerleştirilmeden önce kazıma ve krom kaplamaya tabi tutulur. Kazıma, ışığa duyarlı jelatinin üzerine yayıldığı silindir yüzeyinin bir lazer ışınına maruz bırakılmasıyla gerçekleşir. Lazer, jelatini yakar ve daha sonra bir ferrik perklorür çözeltisinin aşındırıcı etkisine maruz kalacak bir oluk oluşturur.
Sürecin en önemli aşamasıdır. Silindir biter bitmez, ferrik perklorür ve aşırı jelatinin izlerini gidermek için yıkanır, kurutulur ve krom kaplanır.

Bu işlem sırasında üretilen atık sular dört akıma ayrılır: nikel kaplamadan, bakır kaplamadan, gravürden ve krom kaplamadan gelen durulama suları. Tüm bu atık sular asidik pH, 8000 ppm'den yüksek KOİ ve yüksek ağır metal içeriği (nikel, krom, bakır ve klorür ve sülfatlar gibi diğer kimyasal türler) olan sulu çözeltilerdir.
Özellikle gravür suları, 1500 ppm'den yüksek bir KOİ'ye, 1.5'ten daha düşük bir asidik pH'a, yüksek miktarda demir ve klorür içeriğine ve 80000 µS / cm'den daha yüksek bir iletkenliğe, yüksek tuzluluk indisine sahiptir. Kazıma işleminde kullanılan ferrik perklorürden gelen demir ve klorür konsantrasyonu bu tür atık sular için kritiktir.
Yüksek ağır metal konsantrasyonu ve özellikle yüksek klorür içeriği, geleneksel kirlilik önleme tekniklerini başarılı olmamıştır.

Arıtma sürecinde, dört akış homojen hale getirmek için bir tankta depolanır.
Daha sonra atık sular, asitliğin bir kısmını nötralize etmek ve 5.5 pH'a ulaşmak için% 30 kostik soda ilave edilerek pH ayarlamasına tabi tutulur.
Buharlaşma, iki adet ısı pompalı vakumlu buharlaştırıcı vasıtasıyla gerçekleşir.
Bu buharlaştırıcılar iki akış üretir: sürekli üretilen bir damıtma ürünü ve kesintili bir şekilde otomatik olarak boşaltılan bir konsantre.
Damıtma verimi yaklaşık% 90'dır. Damıtık bu süreçte geri dönüştürülür.
Uygun bir tankta depolanan konsantre, yürürlükteki mevzuata uygun olarak bertaraf edilir.

Tesis, 4200 m3 / yıl atık suyu arıtabilmektedir.

Ayrıca şunu da kontrol edin: infrared evaporator.

Daha fazla bilgi için lütfen Lenntech ile iletişime geçmekten çekinmeyin. evaporators.

Kaynaklar: www.answers.com, www.wikipedia.com