1 المقدمة
التبلور هو أحد العمليات الأساسية والمشتركة في الإنتاج الكيميائي. تنقسم عمليات التبلور إلى ثلاث فئات رئيسية: بلورة التبريد ، وتبلور التبخر ، وبلورة الفراغ. يفصل تبلور التبريد بشكل أساسي المذاب من المحلول المشبع على شكل بلورة عن طريق تقليل درجة الحرارة.
هذه الطريقة لا تزيل المذيب ، ولكن سيتم تبريد المحلول إلى محلول فائق التشبع. كما أنها تنطبق على المواد التي تزيد قابليتها للذوبان بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة. يصبح بلورة التبريد طريقة بلورة صناعية مستخدمة على نطاق واسع.

2. صناعة التطبيق والاستفادة من تكنولوجيا تبلور التبريد
تحقق تقنية تبلور التبريد المطبقة في الصناعة التبلور عن طريق تبريد أو تجميد المحلول المشبع الحراري. مقارنة بتبلور التبخر ، فإن بلورة التبريد قابلة للتطبيق على نطاق أوسع للمواد التي تزيد قابليتها للذوبان بشكل ملحوظ مع ارتفاع درجة حرارتها. وتشمل هذه المواد نترات الأمونيوم ونترات البوتاسيوم وكلوريد الأمونيوم وفوسفات الصوديوم وملح جلوبر. تغيير معامل درجة الحرارة والذوبان كبير.

عندما تنخفض درجة الحرارة ، تنخفض قابلية ذوبان هذه المواد أيضًا ويتشكل المحلول الفائق التشبع. بسبب عدم استقرار الديناميكا الحرارية ، سوف يتبلور المحلول خارج المحلول. تستخدم طريقة التبلور المبرد اختلاف قابلية الذوبان لكل مكون في المحلول مع تغير درجة الحرارة (انظر الشكل 1) لتحقيق الغرض من فصل المواد.

في التطبيقات الصناعية ، غالبًا ما يتم دمج بلورة التبريد مع تقنية التركيز بحيث يتم تبخير المحلول أولاً وتركيزه لتشكيل محلول مشبع. ثم يبرد المحلول المشبع ويتبلور للحصول على المذاب عن طريق الفصل بالطرد المركزي.

3.تطبيق تقنية تبلور التبريد في مجال معالجة مياه الصرف الصحي
غالبًا ما تحتوي مياه الصرف الصناعي على كمية كبيرة من الملح ، ويكون تكوين مياه الصرف معقدًا. يختلف أيضًا التركيز المشبع لكل مكون. وبالتالي ، لا يمكن لطرق التبلور التقليدية التبخر فصل الملح المكون في منتجات البلورة. بمعنى آخر ، المنتج المتبلور الناتج غير متوفر كمنتج نهائي. لا يزال يكلف المال والقوى العاملة للتعامل معها.

فيما يلي تطبيق نموذجي لتقنية تبلور التبريد في مصنع كيميائي واحد في الصين. المكون الرئيسي لمياه الصرف الناتجة في هذا المصنع الكيميائي هو Na2SO4. وفقًا لمتطلبات معالجة مياه الصرف الصحي ، من الضروري استخراج كبريتات الصوديوم من المحلول.

لهذا الهدف ، تم اعتماد تكنولوجيا تركيز التبخر وتكنولوجيا تبلور التبريد لمعالجة مياه الصرف الصحي والحصول على بلورات كبريتات الصوديوم في نفس الوقت مع المنتج الثانوي للقيمة المضافة. يظهر مخطط التدفق المحدد في الشكل 2.

بعد التسخين المسبق لمياه الصرف الصحي المالحة Na2SO4 بماء التكثيف من عملية التبخر ، يدخل في سخان التأثير الأول والثاني للتبخر والتكثيف. بعد الوصول إلى تركيز التشبع ، يتم فصل ديكاهيدرات كبريتات الصوديوم وتجميده من خلال جهاز التبلور المتجمد. يحتوي السائل الأم بعد فصل الطرد المركزي على كمية صغيرة من كبريتات الصوديوم ، والتي يمكن معالجتها بطرق أخرى لمعالجة مياه الصرف الصحي.

يتكون الملاط البلوري المنفصل بشكل رئيسي من بلورات ديكاهيدرات كبريتات الصوديوم ، ويحتوي أيضًا على كميات صغيرة من المركبات العضوية والشوائب الأخرى. يحتاج هذا إلى صقل إلى كبريتات الصوديوم اللامائية. بادئ ذي بدء ، يدخل ديكاهيدرات كبريتات الصوديوم في خزان ذوبان للحصول على ملاط كبريتات الصوديوم. ثم يدخل مبخر MVR للتبخر والبلورة.

يتم إنتاج بلورات كبريتات الصوديوم بسبب ارتفاع درجة الحرارة. بعد فصل السائل الصلب عن طريق الطرد المركزي ، يتم تجفيف السائل في طبقة مميعة ويتم إنتاج بلورات كبريتات الصوديوم أيضًا. أخيرًا ، يتم الحصول على كبريتات الصوديوم وفقًا للمعايير.

يتم تطبيق تقنية تبلور التبريد بشكل معقول في العملية المذكورة أعلاه ، باستخدام الخاصية الفيزيائية التي تنخفض قابلية ذوبان كبريتات الصوديوم مع انخفاض درجة الحرارة. من خلال التنظيم المعقول لدرجة الحرارة ، يتم تحقيق فصل كبريتات الصوديوم والشوائب الأخرى في مياه الصرف الصحي. يمكن بيع المنتج الذي تم الحصول عليه ، كبريتات الصوديوم ، كمنتج ، والذي لا يلغي فقط تكلفة التعامل مع الملح المتنوع ، ولكنه ينتج أيضًا قيمة إضافية.

ما هو أكثر من ذلك ، كتكنولوجيا فصل شائعة ، يتميز بلورة التبريد بالعديد من المزايا ، مثل مبدأ العملية البسيطة ، والتشغيل السهل ، وما إلى ذلك. كما أن لديها تطبيق واسع في الصناعة. المبرد المستخدم لتبريد التبلور هو محلول -10 ℃ ، والذي سيذهب إلى المبادل الحراري من نوع الأنبوب لإعادة تدويره.

تتبلور عملية التبخر بعملية MVR ، والتي تتميز بمزايا استهلاك الطاقة المنخفض وكفاءة التشغيل العالية. إذا تم الجمع بين هاتين الطريقتين ، سيتم إنتاج فوائد اقتصادية أعلى.

4. الخلاصة
بسبب السياسة الوطنية والطلب الخاص بالمؤسسة ، تزداد أهمية معالجة مياه الصرف الصناعي يومًا بعد يوم. لا تزال كمية كبيرة من الملح الموجود في مياه الصرف الصحي ذات فوائد اقتصادية عالية. لكن الطرق التقليدية غالبًا ما تكون غير قادرة على الحصول على الملح الصناعي النقي الذي يمكن استخدامه كمنتج. لذلك ، تتميز طريقة التبلور بالتبريد بمزايا كبيرة وجدوى في التعامل مع مياه الصرف الصناعي وتحقيق صرف صفر من مياه الصرف الصحي ، وسيتم استخدامها على نطاق أوسع في مجال معالجة مياه الصرف الصحي.

تابعنا على LinkedIn اليوم