증발 결정화를 통해 폐수에서 염분 회수

염분은 사라지기를 거부하는 산업 폐수의 일부입니다. 생물학적 처리는 유기물을 제거하고 막은 대부분의 물을 제거하지만 용해된 염분은 운송 비용이 많이 들고 배출이 점점 더 어려워지는 소금물로 남아 있습니다. 증발 결정화는 이 방정식을 뒤집습니다. 즉, 공장은 소금을 처리하는 데 비용을 지불하는 대신 소금을 판매 가능한 고체로 회수하고 물을 공정에 반환합니다.

높은 처리 비용이나 엄격한 제로 액체 배출 허가를 받고 있는 공장의 경우 염분 회수는 종종 예산을 소모하는 처리 라인과 자체 비용을 일부 지불하는 처리 라인의 차이입니다.

💧 소금 회수가 폐수 처리의 경제성을 바꾸는 이유

염수 흐름은 일반적으로 폐기물로 가격이 책정됩니다. 그것을 운반하는 데는 톤당 비용이 들고, 공정에서 제거된 모든 톤에는 여전히 구매하고 연화하고 펌핑해야 하는 물이 포함되어 있습니다. 소금을 결정화하면 세 가지가 동시에 변합니다. 현장을 떠나는 양은 원래 염수의 일부로 떨어집니다., 응축수는 재사용이 가능하고, 고체염은 부채가 아닌 제품이 됩니다.

값은 소금에 따라 다릅니다. 산업용-등급 염화나트륨과 황산나트륨은 적당하지만 실제 가격으로 거래됩니다. 일부 지역에서는 회피된 처리 비용만으로도 공장을 정당화하고 소금 수익도 보너스로 제공합니다. 그러므로 공학적 문제는 소금이 결정화될 수 있는지 여부가 아니라 어떤 소금이 판매될 만큼 깨끗하게 분리될 수 있는지입니다.

복구는 또한 허가 대화를 변경합니다. 한때 지속적인 염수 흐름을 방출했던 현장은 한 달에 몇 번씩 건조한 고체를 선적하는 현장이 되며, 이는 검사 시 방어하기 훨씬 쉬운 작업입니다.

⚙️ 증발 결정화가 소금을 회수하는 방법

증발과 결정화는 용해도 곡선의 서로 다른 두 지점에서 실행되는 동일한 물리적 공정입니다. 용액이 포화도보다 낮을 때 끓이면 물이 제거되고 염분 농도는 높아집니다. 용액이 포화 상태를 지나면 계속되는 증발로 인해 소금이 액체에서 결정 형태로 빠져 나옵니다. 결정화기 설계의 전체 분야는 결정이 형성되는 위치와 방법을 제어하는 ​​것입니다.

산업 라인은 일반적으로 4단계로 운영됩니다. 먼저, 사전-일반적으로 낙하막 증발기 또는 막 농축기인 농축 단계는 저렴한 비용으로 염수를 포화 상태에 가깝게 끌어올립니다. 둘째, 가장 자주 강제 순환되는 결정화기는 최종 증발을 유도하고 결정을 여과 가능한 크기로 성장시킵니다. 셋째, 원심분리기나 필터를 사용하여 모액에서 결정을 분리합니다. 넷째, 건조기는 구매자가 기대하는 사양에 맞춰 수분을 공급합니다.

증발기의 응축수는 두 번째 생성물입니다. 이름만 빼고는 모두 증류수이며, 연마 후 정기적으로 공장 앞쪽으로 반환됩니다. 이것이 바로 소금 회수 프로젝트가 일반적으로 현장의 물 균형과 폐기물 균형을 개선하는 이유입니다.

🧪 혼합염 분리: 용해도 곡선의 역할

대부분의 염수에는 두 가지 이상의 소금이 포함되어 있으며 혼합 결정은 판매하기 어렵습니다. 분리는 염이 온도에 같은 방식으로 반응하지 않는다는 사실을 이용합니다. 황산나트륨 용해도는 20°C에서 100mL당 약 19.5g에서 100°C에서 42g 이상으로 증가합니다., 동안 염화나트륨은 같은 범위에서 100mL당 35.7~39.1g으로 거의 균일하게 유지됩니다..

이러한 차이는 고온 용해 및 냉각 결정화 경로를 뒷받침합니다. 혼합된 염은 황산나트륨이 완전히 용해되는 고온에서 용해된 후 냉각됩니다. 황산나트륨이 먼저 결정화되고 대부분의 염화물은 모액에 남아 있습니다. 이 사이클을 반복하면 순도가 높아집니다. 혼합물이 염화나트륨과 염화칼륨인 경우 동일한 논리가 다른 온도 창에서 작동합니다.

경제적으로 소금을 분리할 수 없을 때, 시멘트나 도로용 혼합소금을 생산하는 것이 솔직한 답입니다.-두 가지 순수한 제품을 전달하는 척하기보다는 소금 시장. 프로젝트 시작 시 현실적인 분리 연구를 통해 수년간의 운영상의 어려움을 줄일 수 있습니다.

📐 공정 설계: 소금물에서 봉지에 담긴 소금까지

디자인은 헤드라인 염도뿐만 아니라 전체적인 물 분석으로 시작됩니다. 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황산염, 염화물, 불소, 실리카, COD 및 TOC는 모두 중요합니다. 왜냐하면 각각이 회수된 염분이 사양을 충족하는지 여부와 첫 달에 열 교환기가 오염되는지 여부를 결정하기 때문입니다.

결정 크기는 체류 시간만으로는 제어되지 않고 과포화에 의해 제어됩니다. 강제 순환 결정화기는 일반적으로 1.5~2.5m의 순환 속도로 작동합니다./초결정을 깨지지 않고 부유 상태로 유지하고 증발 속도를 조절하여 소금물이 좁은 준안정 밴드 내에 머물도록 합니다. 사료 구성이 바뀔 때 파종하는 것이 도움이 됩니다.

재료 선택은 염화물 함량을 따릅니다. 316L이 저용량에 적합합니다.-염화물 황산염 스트림, 듀플렉스 2205는 중간 정도의 염화물을 처리하고 티타늄은 염화물에 안전한 선택입니다.-풍부한 소금물 그렇지 않으면 공식 부식으로 인해 유지 관리 예산이 결정됩니다. 엘라스토머와 개스킷은 쉘과 마찬가지로 주의를 기울여야 합니다.

계측은 액세서리가 아닌 설계의 일부입니다. 결정화기 루프의 밀도 또는 전도성, 염다리의 레벨 제어, 원심분리기의 신뢰할 수 있는 토크 신호는 교대 근무 사이에 결정화기를 안정적으로 유지하는 요소입니다.

⚡ 에너지 수요 및 운영 비용

증발은 에너지이다-본질적으로 집약적이며 결정화가 가장 많은 에너지입니다.-이미 농축된 용액에서 물을 끓여야 하기 때문에 집중 단계입니다. 우물-설계된 MVR 결정화 루프는 증발수 1톤당 약 20~50kWh를 소비합니다., 끓는점 상승 및 압축기 효율에 따라 달라집니다. 에이 멀티-효과 배열에는 증발수 1톤당 약 0.35~0.4톤의 증기가 필요합니다. 값싼 증기를 이용할 수 있을 때 더 나은 선택입니다.

끓는점 상승은 숨겨진 비용입니다. 포화 황산나트륨 염수는 순수한 물보다 몇도 정도 끓을 수 있으며 압축기는 그 추가 온도를 높여야 합니다. 이것이 바로 유기물과 경도를 제거하기 위한 사료 전처리가 종종 제품 품질보다는 에너지 비용을 통해 회수되는 이유입니다.

운영 비용은 압축기 전력 또는 효과를 위한 증기, 원심분리기 및 건조기 유지 관리, 가열 표면에서 스케일을 제거하는 주기적인 세척의 세 부분으로 나뉩니다. 염수 밀도와 압축기 차압을 기록하는 공장은 가동이 중단되기 전에 오염 물질을 매일 포착합니다.

🏭 소금 회수가 도움이 되는 곳: 일반적인 응용 분야

화학 및 염료 중간 공장이 전형적인 경우입니다. 염수에는 사용 가능한 황산나트륨 또는 염화나트륨 부분이 포함되어 있으며 폐기 비용이 많이 듭니다. 석탄 화학 및 비료 현장에서는 다량의 고농도 석탄이 생산됩니다.-염분수

리튬 및 희토류 가공에서는 모액에서 염뿐만 아니라 가치도 회수하며, 야금 공장에서는 결정화를 사용하여 산 재생 잔류물을 취급 가능한 고체로 전환합니다. 직물 염색 및 인쇄 작업은 동일한 것을 사용합니다.

🔧 일반적인 문제와 이를 피하는 방법

가열 표면의 스케일링은 가장 흔한 고장이며 거의 항상 너무 높게 허용된 과포화로 인해 발생합니다. 출력을 위해 추진되는 결정화기는 슬러리에서 결정을 성장시키는 대신 튜브에 염을 침착시킵니다. 해결책은 산 세척을 더 많이 하는 것이 아니라 증발률을 낮추고 제어력을 높이는 것입니다.

거품은 사료가 유기물이나 계면활성제를 운반할 때 나타납니다. 이는 액체를 응축수로 운반하고 소금을 디미스터로 들어 올립니다. 소포제는 일시적인 조치인 반면, 산화 또는 사전 조치는-치료 단계가 진정한 해결책입니다. 미세한 결정은 세 번째로 반복되는 문제입니다. 원심분리기를 통과하여 수분을 높이고 순도를 낮추며 일반적으로 결정 성장보다 핵 생성이 더 빠르다는 신호입니다.

부식과 침식은 재료와 속도의 문제입니다. 304 스테인리스강을 통해 염화물 염수를 작동시키면 어떤 유지보수 일정으로도 예방할 수 없는 고장이 발생합니다. 설계 단계에서 금속공학에 대한 물 분석을 검토하는 것은 가장 저렴한 신뢰성 측정 방법입니다.

❓ 자주 묻는 질문

폐수에 있는 모든 염분을 회수할 수 있나요?
아니요. 유기물 함량이 높거나 중금속 또는 혼합 오염물질이 있는 흐름은 결정화 전에 전처리가 필요하며 일부 혼합물은 부피가 더 좋습니다.-분리된 것보다 감소했습니다. 실제 염수에 대한 파일럿 테스트가 유일하게 신뢰할 수 있는 답변입니다.

회수된 소금의 순도는 어느 정도까지 도달할 수 있나요?
92~98%의 산업 등급이 현실적입니다. 세척 및 우수한 결정 제어가 가능합니다. 등급이 높을수록 추가적인 개선이 필요하며 설계를 수정하기 전에 현지 시장과 비교하여 경제성을 확인해야 합니다.

소량의 흐름에서 염분 회수가 가능합니까?
시간당 몇 입방미터 미만인 소금 1톤당 자본 비용은 일반적으로 전체 회수보다 부피 감소를 선호합니다. 컨테이너화 및 스키드-탑재 시스템은 그 격차를 좁혔지만 결정은 여전히 ​​적절한 질량과 에너지 균형에 달려 있습니다.

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