وحدة التبلور بالتبريد لكبريتات الصوديوم: المبادئ والتكنولوجيا والاستعادة الصناعية

في إدارة مياه الصرف الصناعي الحديثة، والتصنيع الكيميائي، ومعالجة إزالة الكبريت من غازات الدخان (FGD) ،استرداد المكونات عالية الملوحة بفعالية من حيث التكلفة أمر ضروري لتحقيق تصريف سائل صفر (ZLD)في حين أن تبخر درجة الحرارة العالية يستخدم على نطاق واسع للعديد من الأملاح ، يظهر كبريتات الصوديوم انخفاضًا فريدًا وشديدًا في الدسولة مع انخفاض درجات الحرارة إلى أقل من 32.4 درجة مئوية.

للاستفادة من هذه الخصائص الحرارية،وحدة التبلور التبريدية للكبريتيد الصوديوم(المعروف أيضًا باسم نظام تبريد أو تجميد التبلور) يستخدم التبريد المتحكم به لتساقط سلفات الصوديوم decahydrateالمعروف عادة باسم ملح Glauber.تقدم هذه الطريقة بديلاً فعالاً للغاية من حيث الطاقة للتبخر الحراري لتدفقات محددة ذات TDS عالية.

تعمل وحدة تبلور ثلاجة كبريتات الصوديوم على توازن المراحل وسلوك الدسولة المعتمد على درجة الحرارة:

• منحنى الحرارة والذوبان:على عكس كلوريد الصوديوم، الذي تبقى ذوبانه ثابتة تقريباً في درجات حرارة مختلفة،كبريتات الصوديوم قابلة للذوبان بشكل كبير في الماء الدافئ ولكنها تتساقط بسرعة مع اقتراب درجة حرارة المحلول من 0°C إلى 15°C.

• هطول المرحلة الباردة:يتم إدخال مياه الصرف الصحي أو محلول المياه المالحة في وعاء التبلور متخصص مجهز بملفات تبريد داخلية أو مبادلات حرارة التبريد الخارجية. مع انخفاض درجة الحرارة ،الحل يصل إلى التشبع الزائد، مما يُجبر كبريتات الصوديوم على التبلور ككريستالات من الديكاهيدرات

• ميزة الطاقة:من خلال الاستفادة من دورات التبريد (التي يمكن أن تحقق معامل عال من الأداء، ونقل وحدات متعددة من الحرارة لكل وحدة من المدخلات الكهربائية) ،تبريد التبلور غالبا ما يستهلك طاقة أقل بكثير من غلي كميات معادلة من الماء عن طريق التبخر الحراري.

ويتضمن نظام التبليط الصناعي التبريد الكامل عدة مراحل ميكانيكية دقيقة:

• وعاء التبلور المبرد:مصممة بمحركات بطيئة السرعة عالية العزم لتجنب كسر الكريستال مع ضمان تعليق موحد ومنع تقليص الجدار.

• التبريد:استخدام أجهزة التبريد الصناعية ذات الحلقة المغلقة أو حلقات المبرد للحفاظ على مستويات الحرارة الدقيقة تحت الصفر أو منخفضة (-5 درجة مئوية إلى 10 درجات مئوية اعتمادا على تكوين المالح).

• فصل الصلب من السائل:تتدفق السائل الكريستالي الناتج إلى أجهزة الطرد المركزي الآلي أو مرشحات الفراغ الدوارة الأفقية لفصل بلورات الملح الصلبة من شراب الأم المركز.

• التطهير والجفاف:لأن ملح (جلاوبر) يحتوي على 10 جزيئات من الماء البلوريةأو أنظمة تجفيف السرير السائل لتحقيق كبريتات الصوديوم الخالية من الماء ذات النقاء العالي.

س: ما هي وحدة تبلور ثلاجة كبريتات الصوديوم؟

ج: إنه نظام فصل صناعي يستخدم التبريد والتبريد المسيطر عليه لخفض درجات حرارة مياه الصرف الصحي،إجبار كبريتات الصوديوم على التساقط من المحلول ككريستالات ديكاهيدرات عالية النقاء (ملح غلاوبر).

س: لماذا تستخدم تبلور التبريد بدلاً من التبخر التقليدي للكبريتات الصوديومية؟

ج: لأن ذوبان كبريتات الصوديوم ينخفض بشكل حاد عند درجات حرارة أقل، يمكن أن يسقط تبريد التبلور أكثر من نصف الملح المذاب دون غلي كميات كبيرة من الماء،غالباً ما تقدم كفاءة طاقة متفوقة من خلال دورات تبريد كارنو.

س: ما هو شكل كبريتات الصوديوم المستردة بعد تبريد التبلور؟

الجواب: الوحدة تسقط بشكل أساسي كبريتات الصوديوم الدهويةوالذي يتم فصله لاحقاً باستخدام أجهزة الطرد المركزي ويمكن معالجته إلى كبريتات الصوديوم الخالية من الماء إذا كان ذلك مطلوبًا من قبل الأسواق التجارية.

س: كيف يتم منع التقليص داخل بلورات التبريد؟

الجواب: يتم تقليل التقليص من خلال تصاميم المثيرات المتخصصة التي تحافظ على تكافل السماد العالي ، والنهايات السليمة لسطح مبادل الحرارة ،والتحكم الدقيق في درجة الحرارة التفاضلية لتجنب التجمد المحلي على جدران التبريد.