Sistema de evaporación MVR de 10 t/h: un proyecto de demostración para la recuperación de recursos salinos de alto valor y cero emisiones de licor madre con alto contenido de sal y DQO ​​en la industria de tintes.

I. Antecedentes del proyecto 

La composición del licor madre centrífugo de esta empresa de teñido y estampado es: NaCl 180-220 g/L, DQO 30000 mg/L, color 8000 veces, SO₄²⁻ 25 g/L, temperatura 65 °C. El sistema original de evaporación de triple efecto + secador de tambor consumía 0,38 t/t de vapor y agua, lo que generaba coquización del equipo, emisión de olores y una presión ambiental significativa. En 2024, la empresa decidió construir un nuevo sistema de evaporación MVR de 10 t/h (volumen de agua de evaporación), que requería un consumo de vapor ≤0,08 t/t de agua, una blancura de la sal ≥80, Cl⁻ ≥99 % y una integración perfecta con el DCS existente. Nuestra empresa emprendió el proyecto utilizando el modelo EPC, comenzando con éxito en febrero de 2025. Hasta la fecha, ha estado funcionando continuamente durante más de 7500 horas, reduciendo los costos generales de energía en un 70% y ahorrando 12 millones de yuanes en costos operativos anuales.

II. Ruta del proceso

1. Características de la materia prima

Elevación del punto de ebullición Δb = 11℃ (23 % NaCl, 70 kPa·A)

Alta DQO, alto color, propenso a la formación de espuma, Ca²⁺ + Mg²⁺ 1200 mg/L, factor de escala RF = 0,82

Contiene una pequeña cantidad de aminas aromáticas, lo que requiere una operación de circuito cerrado y tratamiento de gases de cola.

2. Resumen del proceso

Licor madre → Enfriamiento y eliminación de hierro (≤30 ℃) → Precipitación de alta densidad (NaOH + Na₂CO₃, Ca/Mg ≤30 mg/L) → Microfiltración tubular (SDI ≤3) → Precalentamiento de dos etapas (condensado + vapor secundario) → Evaporador de circulación forzada MVR → Cristalizador Oslo → Centrífuga de pistón de dos etapas → Secado en lecho fluidizado → Envasado automático

El vapor secundario experimenta un aumento de temperatura de 20 ℃ a través de un compresor centrífugo tipo caja de aumento de velocidad, con una relación de compresión de 1,8, una temperatura de evaporación de 55 ℃ y un grado de vacío de -88 kPa, evitando la zona de temperatura de descomposición del tinte.

3. Innovaciones clave

Circulación forzada de alto cizallamiento + clasificación de Oslo: Caudal de circulación 12000 m³/h, residencia de los cristales ≥50 min, d50=0,85 mm, CV ≤5%.

Antiespumante en línea: Antiespumante de chorro lateral + de grado alimenticio, altura de espuma <200 mm, que garantiza un funcionamiento del compresor sin sobretensiones.

Relación de reflujo de licor madre ajustable de 0 a 30%, DQO enriquecida a 80000 mg/L antes de bombear al RTO de la planta, sin descarga de líquido residual del sistema.

CIP inteligente: limpieza alternada ácido-base + oxidante activada por una diferencia de temperatura en la pared de la tubería >2 ℃ o una caída de vacío de 2 kPa, extendiendo el ciclo de 3 días a 14 días.

III. Configuración del equipo

Evaporador: acero dúplex 2205, superficie de intercambio de calor 1100 m², margen de diseño 25%, asegurando cinco años de funcionamiento sin fugas.

Compresor: Impulsor fresado de una sola pieza de titanio, diámetro 1,3 m, velocidad lineal ≤280 m/s, cojinete de levitación magnética, vida útil de diseño 100.000 h, valor de vibración <1,0 mm/s.

Centrífuga: LW650×2800-N, factor de separación 1600, espacio entre tamices 0,12 mm, la sección de lavado utiliza licor madre refrigerado a 3 ℃ para reducir el arrastre de color.

Secado: lecho fluidizado circulante de circuito cerrado, protección de nitrógeno, contenido de oxígeno <3%, temperatura del producto ≤55℃ para evitar el amarilleo del NaCl.

IV. Automatización y seguridad

DCS+APC: Control predictivo multivariable de tasa de evaporación, relación de compresión, densidad de licor madre y analizador de color en línea, fluctuación ±2%.

SIS redundante dual: 18 enclavamientos que incluyen sobretensión del compresor, contenido de oxígeno >8 %, temperatura >65 ℃ y límites de color excedidos, tiempo de respuesta <300 ms.

V. Datos operativos (evaluación del desempeño en mayo de 2025)

• Tasa de evaporación: 10000 kg/h (Diseño 10000)

• Vapor vivo: 0,08 t/t de agua (Diseño 0,10)

• Consumo de energía: 27 kWh/t de agua (Compresor + Bomba de circulación + Bomba de vacío + Bomba antiespumante)

• Agua de refrigeración: 1,5 t/t de agua (32℃→38℃)

• Salida: NaCl 5,5 t/d, Blancura ≥ 82, Pureza 99,1%, Materia insoluble en agua ≤ 0,03%, Color ≤ 20 veces, cumpliendo con los requisitos de sal de sosa cáustica para sistemas de membrana de intercambio iónico.

• Tasa de recuperación del sistema: NaCl 98,5%, reutilización de agua 100% de eficiencia, cero descarga de aguas residuales en toda la planta

VI. Beneficios económicos y ambientales

Ahorro anual de vapor de 33.000 toneladas, equivalente a 3.600 toneladas de carbón convencional, lo que reduce las emisiones de carbono en 9.500 toneladas. Ahorro anual en costos operativos de 12 millones de yuanes (vapor + eliminación externalizada). El precio de venta externo de la sal industrial refinada aumentó de 150 a 480 yuanes/tonelada, lo que generó 6 millones de yuanes adicionales en ingresos anuales.

VII. Comentarios de los clientes

El sistema MVR de 10 t/h lleva siete meses funcionando sin fallos en el compresor. El nivel de vacío se mantiene en -88 kPa incluso en verano, y la blancura de la sal se mantiene constantemente por encima de 80, lo que soluciona por completo los problemas de olor y consumo de energía en las aguas madres de tintura.