¿Cuáles son los procesos opcionales para los equipos de evaporación y cristalización de cloruro de amonio?

Actualmente, los procesos industriales de evaporación-cristalización del cloruro de amonio se pueden clasificar en dos tipos: evaporación y concentración, seguidas de cristalización y separación. Cada ruta ofrece diversas combinaciones de equipos y puede subdividirse según el uso de vapor y los métodos de cristalización.

1. Mediante el método de utilización de vapor: Evaporador de circulación forzada MVR (recompresión mecánica de vapor) + Cristalizador de enfriamiento

Este método utiliza un compresor para presurizar y calentar el vapor secundario para su reutilización, lo que resulta en el menor consumo de energía. Es adecuado para plantas con precios unitarios de vapor elevados o con una escala de 3 t/h o superior. Suele combinarse con un cristalizador de refrigeración OSLO o DTB, lo que permite la circulación en circuito cerrado del licor madre. El tamaño de partícula de cristalización es de 120-180 µm, y los costos operativos pueden reducirse en más del 60 % en comparación con la evaporación de triple efecto.

Evaporación multiefecto (triple/cuádruple efecto) + evaporación flash/cristalización por enfriamiento: Utiliza vapor vivo primario como fuente de calor, aprovechando el calor residual mediante 3 o 4 efectos en serie. La inversión es menor que la de la evaporación multiefecto (MVR), pero el consumo de vapor es de aproximadamente 0,3 a 0,4 toneladas por tonelada de agua. El líquido concentrado del último efecto ingresa a un tanque flash o cristalizador de enfriamiento para su enfriamiento y precipitación de sales. Es adecuado para proyectos de fertilizantes y química del carbón donde el vapor es económico o el vapor a baja presión es un subproducto.

TVR (Recompresión Térmica) + Evaporación Multiefecto: Añade una bomba de chorro de vapor entre dos efectos cualesquiera, utilizando vapor a alta presión para inyectar vapor secundario. Esto puede ahorrar aproximadamente un efecto. Los costos operativos se encuentran entre los de la MVR y la evaporación multiefecto pura. El sistema es más sencillo, pero requiere un suministro continuo de vapor a alta presión.

2.Por método de cristalización

Cristalización por enfriamiento (OSLO/DTB): Aprovechando la significativa disminución de la solubilidad del NH₄Cl al disminuir la temperatura (aproximadamente 40 g/100 g de agua disminuyen de 100 °C a 20 °C), la solución concentrada a 80-90 °C se enfría a 30-40 °C mediante un intercambiador de calor de tubos y placas. La sobresaturación es controlable, lo que da como resultado partículas de cristal de gran tamaño con bajo contenido de agua. Las aguas madres se bombean directamente de vuelta al evaporador, lo que garantiza la continuidad del proceso.

Cristalización instantánea al vacío: La solución concentrada se somete a evaporación instantánea adiabática a una presión absoluta de 60-80 kPa, enfriándose y evaporándose simultáneamente. Combina las funciones de concentración y cristalización, ofreciendo un equipo compacto, pero requiere sistemas de vacío y condensadores de alto rendimiento. Se suele combinar con un cristalizador DTB para aplicaciones de bajo caudal y alta pureza.

Evaporación-Cristalización Integrada (Cristalizador de Triple Efecto "Caja de Almacenamiento de Sal")

La parte inferior de la cámara de evaporación de tercer efecto está equipada con una caja de recolección de sal y un espesador de vórtice, lo que permite que los cristales crezcan directamente dentro del evaporador. Esto elimina la necesidad de un cristalizador independiente, lo que resulta en una baja pérdida de calor y ahorro de espacio. Es adecuado para aplicaciones con alta concentración de materia prima y requisitos de tamaño de partícula moderados.

3. Puntos clave para la selección de procesos

Para una elevación del punto de ebullición ≤12 ℃, se prefiere MVR; si es >12 ℃ o con alto contenido de flúor o DQO, se puede utilizar la cristalización de efecto múltiple con enfriamiento para distribuir la carga.

Debido a la alta corrosividad de los iones cloruro, el material del evaporador debe seleccionarse en el siguiente orden: titanio > acero dúplex 2205 > 316L. Para la sección de alto vacío y baja temperatura, se pueden utilizar placas compuestas de acero 2205 o revestidas de titanio para reducir costos.

Para requisitos de tamaño de partícula ≥150 µm, la velocidad de enfriamiento debe controlarse a 1-2 ℃/min, el tiempo de residencia ≥30 min y se deben agregar cristales semilla de 50-100 µm.

En resumen, la combinación principal de procesos opcionales para equipos de cristalización por evaporación de cloruro de amonio es: "circulación forzada MVR" o "circulación forzada multiefecto/TVR" para la concentración, y "cristalización por enfriamiento OSLO/DTB" o "cristalización flash" para el control del tamaño de partícula. Posteriormente, se pueden evaluar ambas opciones en función del precio del vapor, el precio de la electricidad, el tamaño de partícula del producto y el presupuesto de inversión.