Kristallisierung
3V Tech entwirft und liefert Kristallisierungsanlagen nach Maß, die als auf Skid montierte Einheiten oder als vor Ort zu installierende Systeme geliefert werden können.
Die Kristallisierung ist ein Bildungsprozess fester Kristalle mittels Fällung aus einer Lösung, der mittels einer Veränderung der Löslichkeit des gelösten Stoffes im Lösungsmittel erreicht wird.
Diese Technik ermöglicht die Rückgewinnung oder das Entfernen einer Substanz aus einer Lösung, unter Kontrolle von Reinheitsniveau und Wirkungsgrad.
Das Kristallisierungsprinzip besteht in der Übersättigung des gelösten Stoffes, die mittels Verdampfung oder Kühlung erfolgen kann. Falls die Löslichkeit unerheblich von der Temperatur abhängt, stellt die Verdampfung die optimale Lösung dar. Wenn die Löslichkeit stark von der Temperatur abhängt, ist Kühlung die bessere Wahl.
Typische Anwendungen- Verbesserung der Qualität und/oder Stabilität des Endproduktes.
- Rückgewinnung des durch den Prozess oder von Abwasserfluss aufgelösten Stoffes, in Form von Kristallen
- Trennung von zwei oder mehreren gelösten Stoffen mittels Kristallisierung eines gelösten Stoffes
- Reinigung des durch den Prozess oder von Abwasserfluss herkommenden Lösungsmittels, unter Beseitigung von Fällungsunterprodukten
- Reduktion des Volumens zum Senken der Transport- oder Entsorgungskosten (ZLD-Anwendung - Null Flüssigentladung)
Kristallisatormodelle Die Kristallisatormodelle von 3V Tech, die mit Vakuum, oder mit Luftdruck, funktionieren, benutzen und verbinden optimal die folgenden Techniken:
- Kühl- oder Verdampferkristallisatoren mit Zwangsumlauf FCC
- Abschabe/Dünnschichtverdampfer TFE
Je nach Anwendung, werden unsere Verdampfer in der geeigneten Legierung oder mit hochwertiger Emaillierung für stark ätzende Anwendungen angefertigt.
Allgemeine Richtlinien zur Auswahl des Kristallisierungssystems:
- Wenn ein großes Fassungsvermögen gefragt ist, besteht die beste Wahl normalerweise in Kristallisatoren mit Zwangsumlauf FCC, die mit Zentrifugalwäscher oder Bandfilter zur Trennung der Feststoffe ausgestattet sind.
- Wenn das Produkt schwer zu behandeln ist, weil es extrem viskös ist oder schwere Feststoffe oder Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt aufweist, muss eine Technik wie die des Abschabe/Dünnschichtverdampfers TFE eingesetzt werden.
Energieersparnis und Anordnung der Anlage
- Zum Verdampfen 1 kg Lösungsmittels muss eine der latenten Wärme derselben entsprechende Energiemenge geliefert werden, plus die sensiblen Wärme zum Vorheizen, Wärmeverluste usw.
- Im Falle von Wasserverdampfen weist ein durch Direktdampf beheizter, Einfacheffekt-Kristallisator einen spezifischen Verbrauch von circa 1,05 bis 1,25 kg Dampf pro kg verdampften Wassers auf.
- Konform mit den Anforderungen entwickelt 3V Tech die optimale energetische Anordnung der Kristallisierungsanlage, damit die Betriebs- und Kapitalkosten minimiert werden.
- Einige von uns angebotene Optionen:
- Mehrfacheffekt-Anordnung (ME)
- Thermische Rückverdichtung des Dampfes (TVR)
- Mechanische Rückverdichtung des Dampfes (MVR)
- Benutzung der Abwärme (z. B. Abdampf, warmes Wasser, usw.)
- Kombination verschiedener Techniken
Mehrfacheffekt-Anordnung (ME)
Direkte Heizung durch Echtdampf, diathermisches Öl, Abwärme
Das Heizmittel in jedem Folgeeffekt ist der in der vorhergehenden Heizkammer generierte Dampf, der bei einem niedrigeren Druck kondensiert. Der aus dem Endeffekt stammende Dampf wird mit Kühlwasser kondensiert.
Die Anordnung kann mittels Gleichstrom oder Gegenstrom erfolgen oder nur teilweise mit Gegenstrom, je nach Anwendung
Die Anzahl der Effekte wird von der thermischen Degradation des Produktes, von der Korrosion des Materials und der ebullioskopischen Erhöhung (BPE)der konzentrierten Lösung begrenzt.
Im Falle des Verdampfens von Wasser, variiert der spezifische Dampfverbrauch in den 3V Tech Systemen normalerweise von ca. 1,05 bis 1,25 kg Echtdampf pro kg verdampften Wassers, geteilt durch die Anzahl der Effekte.
Thermische Rückverdichtung des Dampfes (TVR)
- Das Heizmittel ist Teil des Prozessdampfes selbst, rückverdichtet zu einem höheren Temperaturlevel zusammen mit dem Treibdampf mittels einer Dampfstrahldüse, entsprechend des Prinzips der Strahlpumpe.
- Der nicht rückverdichtete Teil des Prozessdampfes wird in einem weiteren Effekt kondensiert oder in einem Kondensator mit einem minderen Druck.
- Je höher das Druckverhältnis des Förderdrucks im Vergleich zum Ansaugdruck (z. b. im Falle einer starken ebulliskopischen Erhöhung - BPE), desto höher wird der spezifische Verbrauch von Treibdampf.
- Je niedriger das Antriebverhältnis des Treibdampf-Drucks im Vergleich zum Ansaugdruck (z. b. im Falle einer Verfügbarkeit von Niederdruckdampf), desto höher wird der spezifische Verbrauch von Treibdampf.
- Die Dampfstrahldüsen haben keine beweglichen Teile, ihre Beschaffenheit ist einfach und ihr Betrieb äußerst zuverlässig.
- Je nach Betriebsbedingungen, kann der thermische Doppeldampfkompressor mit zahlreichen Sondereffekten eingesetzt werden.
- Im Falle von Wasserverdampfen mit - durch die erste Stufe eines ME-Systems installierten Strahldüse, variiert der spezifische Dampfverbrauch in den 3V Tech Systemen typischerweise von 1,05 bis 1,5 kg Echtdampf pro kg verdampften Wassers geteilt durch (Effektanzahl + 1)
Mechanische Rückverdichtung des Dampfes (MVR)
- Das Heizmittel ist der Gesamtbetrag des Prozessdampfes, rückverdichtet zu einem höheren Temperaturlevel mittels eines mechanischen Kompressors, entsprechend des Prinzips der Wärmepumpe.
- Der Verbrauch von Echtdampf ist sehr niedrig, nur für die Inbetriebnahme und die Nachspeisungen, da Strom (in die Anlage abgegebene Energie) statt Dampf benutzt wird.
- Die ebulliskopische Erhöhung (BPE) erhöht das Druckverhältnis, das der Kompressor erreichen muss, damit die Verdampfung stattfindet. Je höher das Druckverhältnis des Förderdrucks im Vergleich zum Ansaugdruck (z. b. im Falle einer starken ebulliskopischen Erhöhung - BPE), desto höher wird der spezifische Verbrauch von Strom.
- Dank der vollständigen Rückverdichtung des Prozessdrucks verfügen die MVR Systeme über einen weiteren Vorteil, und zwar den unbedeutenden Kühlwasserverbrauch.
3V Tech benutzt die folgenden mechanischen, von Elektromotor und Frequenzwandler betriebene Kompressoren:
- Einzelstufen- Zentrifugalventilator bei hoher Verdampfungsleistung (1-140 m3/s) und niedrigem Druckverhältnis (≤1,25). Typischer Stromverbrauch: Von 10 bis 25 kW pro Tonne verdampften Wassers
- Volumetrisches Gebläse Modell "Roots" bei niedriger Verdampfungsleistung (0,05-5 m3/s) und hohem Druckverhältnis (≤2,5). Typischer Stromverbrauch: Von 40 bis 80 kW pro Tonne verdampften Wassers
- Doppelstufen- Zentrifugalventilator bei hoher Verdampfungsleistung (1-140 m3/s) und hohem Druckverhältnis (≤1,25). Typischer Stromverbrauch: Von 25 bis 50 kW pro Tonne verdampften Wassers