Sistema de cristalización por evaporación de triple efecto de sales mixtas ignífugas de 5 m³/h

I. Antecedentes del proyecto

Este fabricante de retardantes de llama de bromo-fósforo produce anualmente 23.000 toneladas de tetrabromobisfenol A y decabromodifeniletano. El proceso de producción genera 5 m³/h de licor madre salino altamente concentrado con una composición compleja: NaCl 12%, Na₂SO₄ 8%, bromuro de sodio 3%, borato de zinc 1%, organofosforado 0,5%, DQO 20.000 mg/L, pH 1-2. El agua bruta se clasifica como residuo peligroso HW18, con un coste de eliminación externalizada de 2.800 RMB/tonelada y un coste anual de casi 120 millones de RMB. La empresa necesita urgentemente una solución integral para la reducción de sales mixtas y el aprovechamiento de recursos.

II. Proceso principal: "Acoplamiento de circulación forzada a contracorriente de triple efecto + refrigeración"

1.Pretratamiento: Neutralización de cal → Eliminación de zinc (≤200 mg/L) → Oxidación catalítica con ozono (DQO reducida a 3000 mg/L) → Filtración de placas y marcos, obteniendo un efluente claro y transparente con una dureza <50 mg/L, evitando incrustaciones posteriores.

2. Evaporación a contracorriente de triple efecto

Primer efecto: Vapor vivo 0,5 MPa, temperatura de evaporación 110 ℃, concentrado al 18 % de contenido de sal;

Segundo efecto: Vapor secundario del primer efecto, 90℃;

Tercer efecto: Vapor secundario del segundo efecto, 75℃, grado de vacío –80kPa, concentración final 38%, el NaCl precipita primero.

Bomba de circulación forzada caudal 400m³/h, acero inoxidable dúplex 2205, resistente a picaduras de bromuro; CIP en línea + cepillo de bolas, ciclo de funcionamiento continuo ≥60 días.

3.Cristalización por congelación

Las aguas madres del triple efecto se enfrían a 2 °C, lo que produce la precipitación de una gran cantidad de Na₂SO₄·10H₂O. Tras la centrifugación, se devuelven por fusión en caliente al extremo frontal, logrando una tasa de recuperación de sulfato de sodio superior al 95 %.

4. Secado de las aguas madres

Las aguas madres de alta concentración final (0,3 m³/h) ingresan a un secador de rastrillo. El residuo tiene un contenido de agua <10 % y se elimina según las normas de residuos peligrosos, lo que reduce la cantidad total de impurezas en un 92 %. 5. Reutilización del condensado: El vapor secundario, tras pasar por un condensador de superficie, presenta una DQO <30 mg/L y una conductividad <80 μS/cm. Todo este vapor se reutiliza en la sección química del bromo, ahorrando 36 000 toneladas de agua primaria al año.

III. Parámetros clave del equipo (línea de 5 t/h)

IV. Datos operativos (Evaluación del rendimiento - abril de 2025)

1.Capacidad de procesamiento: 5,0 m³/h (100 % de carga)

2. Consumo de vapor: 0,28 t/t de agua, 72 % de ahorro de vapor en comparación con el funcionamiento de efecto simple

Consumo de electricidad: 12 kWh/t de agua

Recuperación de sal: NaCl 1,1 t/d, pureza 98,8%, cumple con la norma GB/T5462 de sal húmeda industrial refinada de grado 1; Na₂SO₄ 0,7 t/d, pureza 99,1%.

Sal total mezclada: reducida de 12 kg/t de agua a 0,9 kg/t de agua, una reducción del 92%.

Costo operativo: 22 RMB/t de agua (el vapor tiene un precio de 180 RMB/t), ahorrando 2750 RMB/t en comparación con el tratamiento subcontratado, con un beneficio económico anual de 32 millones de RMB.

V. Aspectos técnicos destacados

1. Para los sistemas sensibles al borato de zinc retardante de llama, el monitoreo en línea de Zn²⁺ previene la distorsión de los cristales de sulfato de sodio, lo que garantiza la calidad del producto.

2. El triple efecto de contracorriente + circulación forzada proporciona un alto coeficiente de transferencia de calor, una fuerte capacidad antical y una tasa de evaporación de 18 kg/m²·h.

3. Diseño modular con una interfaz reservada para un compresor de vapor MVR, lo que permite futuras actualizaciones al funcionamiento sin vapor debido a las ventajas en el precio de la electricidad.

4. El control inteligente DCS + APC de proceso completo con ajuste automático de parámetros clave permite una operación en el sitio sin personal.

VI. Valor para el cliente

Tras la puesta en marcha del proyecto, la empresa resolverá por completo el problema de la eliminación de licor madre con alto contenido de sal, logrando "reducción, utilización de recursos e inocuidad de las sales mixtas": reducción anual de emisiones de residuos peligrosos en 42.000 toneladas, ahorrando costos de eliminación de 117 millones de yuanes; recuperación de 6.600 toneladas de sal refinada, generando ventas adicionales de 4,8 millones de yuanes;