Evaporazione
3V Tech progetta e fornisce impianti di evaporazione su misura, che possono essere disposti come unità montate su skid oppure sistemi da installare in loco. Alcuni processi industriali richiedono la concentrazione di una soluzione tramite l'evaporazione del solvente.
Gli impianti di evaporazione sono ampiamente utilizzati per concentrare liquidi in forma di soluzioni, sospensioni ed emulsioni.
Applicazioni tipiche- Miglioramento della qualità e/o stabilità del prodotto finale.
- Fase di pre-concentrazione per la successiva cristallizzazione o essiccamento del prodotto finale.
- Depurazione del soluto da processo o da flussi di reflui
- Recupero del solvente da processo o da flussi di reflui
- Riduzione del volume per abbattere i costi di trasporto e di smaltimento
Tipologie di evaporatoriGli impianti di evaporazione 3V Tech, che funzionano sottovuoto nella maggioranza dei casi, oppure a pressione atmosferica, utilizzano e associano ottimamente le seguenti tecnologie:
- Evaporatori a film discendente FFE
- Evaporatori a circolazione forzata FCE
- Evaporatori a film raschiato/ sottile TFE
- Evaporatori short path SPE
A seconda dell'applicazione, i nostri evaporatori sono prodotti in lega adeguata oppure con smaltatura di alta qualità.
Linee guida generali per la scelta dell'evaporatore- Laddove venga richiesta una grande capienza, gli evaporatori a film discendente FFE rappresentano di norma la scelta migliore.
- Quando prevale il contenuto di solidi e la propensione al fouling, gli evaporatori a circolazione forzata FCE sono i più adatti.
- Quando il prodotto è difficile da trattare a causa della sua estrema sensibilità al calore, della sua alta viscosità, dell'elevato punto di ebollizione o della presenza di solidi pesanti, è richiesta una tecnologia come quella offerta dall'evaporatore a film raschiato/ sottile agitato TFE
- Gli evaporatori short path SPE sono adatti per applicazioni speciali in condizioni di vuoto estremo con prodotti ad alto punto di ebollizione.
- Spesso viene prevista una combinazione di due o più tipi di evaporatore in un impianto a multiplo effetto o in un impianto con pre-concentratore e concentratore ad alta efficienza.
Risparmio energetico e disposizione dell'impianto Per evaporare 1 kg di solvente, deve essere fornita una quantità di energia corrispondente al calore latente della stessa, più il calore sensibile per pre-riscaldamento, perdite di calore, ecc. In caso di evaporazione di acqua, un evaporatore a singolo effetto riscaldato da vapore diretto presenta un consumo specifico che va da circa 1,05 a 1,25 kg di vapore per kg di acqua evaporata.
Conformemente ai requisiti, 3V TECH progetta la disposizione ottimale dal punto di vista energetico dell'impianto di evaporazione, al fine di minimizzare i costi operativi e di capitale.
Alcune delle opzioni da noi offerte:
- Disposizione a multiplo effetto (ME)
- Ricompressione termica del vapore (TVR)
- Ricompressione meccanica del vapore (MVR)
- Utilizzo del calore di scarto (per es. vapore di scarto, acqua calda, ecc.)
- Combinazione di diverse tecniche
Disposizione a multiplo effetto (ME)- Riscaldamento diretto tramite vapore vivo, olio diatermico, calore di scarto
- Il mezzo riscaldante in ciascun effetto successivo, è il vapore generato nella calandria precedente, il quale condensa ad una pressione inferiore. Il vapore proveniente dall'effetto finale viene condensato tramite acqua di raffreddamento.
- La disposizione può essere a flusso equicorrente o a flusso controcorrente oppure solo parzialmente controcorrente, a seconda dell'applicazione
- Il numero di effetti è limitato dalla degradazione termica del prodotto, dalla corrosione del materiale e dall'innalzamento ebullioscopico (BPE) della soluzione concentrata
- In caso di evaporazione di acqua, il consumo di vapore specifico nei sistemi 3V Tech varia di norma da 1,05 a 1,25 kg di vapore vivo per kg di acqua evaporata, diviso per il numero degli effetti
Ricompressione termica del vapore (TVR)- Il mezzo riscaldante è parte stessa del vapore di processo, ricompresso ad un livello di temperatura più elevato insieme al vapore propulsore per mezzo di un eiettore di vapore, secondo il principio della pompa a getto.
- La parte non ricompressa del vapore di processo viene condensata in un ulteriore effetto oppure in un condensatore ad una pressione inferiore.
- Quanto maggiore è il rapporto di compressione della pressione in mandata rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di elevato innalzamento ebullioscopico - BPE), tanto maggiore sarà il consumo specifico di vapore propulsore.
- Quanto minore è il rapporto di propulsione della pressione del vapore propulsore rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di disponibilità di vapore a bassa pressione), tanto maggiore sarà il consumo specifico di vapore propulsore.
- Gli eiettori di vapore non hanno parti mobili, la loro costruzione è semplice e il loro funzionamento è estremamente affidabile
- A seconda delle condizioni di funzionamento, il bicompressore termico di vapore può agire come svariati effetti supplementari
- In caso di evaporazione di acqua con eiettore installato attraverso il primo stadio di un sistema ME, il consumo specifico di vapore nei sistemi 3V Tech varia tipicamente da 1,05 a 1,5 kg di vapore vivo per kg di acqua evaporata, diviso per (numero di effetti + 1)
Mechanical vapor recompression (MVR)- Il mezzo riscaldante è l'ammontare complessivo del vapore di processo, ricompresso ad un livello di temperatura più elevato per mezzo di un compressore meccanico, secondo il principio della pompa di calore
- Il consumo di vapore vivo è molto basso, solo per l'avviamento e per i reintegri, essendo utilizzata l'energia elettrica (energia immessa nell'impianto) invece del vapore
- L'innalzamento ebullioscopico (BPE) aumenta il rapporto di pressione che il compressore deve raggiungere affinché avvenga la vaporizzazione. Quanto maggiore è il rapporto di compressione della pressione in mandata rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di elevato innalzamento ebullioscopico - BPE), tanto maggiore sarà il consumo specifico di energia elettrica
- Grazie alla ricompressione completa del vapore di processo, un ulteriore vantaggio dei sistemi MVR è il consumo trascurabile di acqua di raffreddamento
3V Tech utilizza i seguenti compressori meccanici, azionati da motore elettrico e convertitore di frequenza:- Ventilatore centrifugo a singolo stadio per elevata portata di evaporazione (1-140 m3/s) e basso rapporto di compressione (≤1,25). Consumo energetico tipico: Da 10 a 25 kW per ton di acqua evaporata
- Soffiante volumetrico tipo "Roots" per bassa portata di evaporazione (0,05-5 m3/s) e alto rapporto di compressione (≤2,5). Consumo energetico tipico: Da 40 a 80 kW per ton di acqua evaporata
- Ventilatore centrifugo a doppio stadio per elevata portata di evaporazione (1-140 m3/s) e alto rapporto di compressione (≤2,5). Consumo energetico tipico: Da 25 a 50 kW per ton di acqua evaporata