Evaporadors al buit de múltiple efecte

A Condorchem Envitech dissenyem, fabriquem i instal·lem evaporadors al buit de múltiple efecte, també coneguts com a evaporadors multietapa. Disposem d’evaporadors de múltiple etapa que utilitzen com a font d’energia aigua calenta o vapor procedent d’un circuit extern, la qual cosa permet aprofitar fluxos residuals sobrants de calor.

Els evaporadors de múltiple efecte permeten la recuperació i reutilització d’alts volums d’aigua, així com la revalorització de matèries primeres o subproductes presents en l’efluent, alhora que es redueixen els costos associats a la gestió i transport de residus. Es tracta d’una solució ideal per a empreses que pretenen implantar solucions d’economia circular en els seus processos.

Són unitats compostes per 1 (evaporador simple efecte), 2 (evaporador doble efecte) o 3 (evaporador triple efecte) etapes, on la calor transferida al producte evaporat, es recicla completament a les etapes següents, produint-se un efecte cascada. Finalment, el destil·lat es condensa mitjançant una torre de refrigeració, amb un consum d’aigua poc significatiu.

L’oferta d’evaporadors al buit de múltiple efecte abasta un ampli rang de capacitats. Els equips Envidest DPM1, Envidest DPM2 i Envidest DPM3, d’un, dos i tres efectes respectivament, són equips amb caldera horitzontal i intercanviador de calor intern, dissenyats per tractar cabals de fins a 30 m3/dia.

Els evaporadors Envidest MFE1, Envidest MFE2 i Envidest MFE3, d’un, dos i tres efectes respectivament, són equips amb caldera vertical i intercanviador de calor extern i circulació forçada, dissenyats per tractar cabals superiors fins a 180 m3/dia.

• Minimització del volum de residus a gestionar
• Reducció significativa dels costos de gestió de residus
• Foment de la reutilització d’una part molt important dels efluents líquids
• Possibilitat d’implantació d’un sistema de vessament zero
• Compliment de la normativa vigent en matèria de vessament d’efluents
• Reducció de la necessitat d’emmagatzemar grans volums de residus
• Reducció de les emissions de gasos d’efecte hivernacle generats en el transport dels residus
• Reducció del consum d’aigua de xarxa en reutilitzar la produïda en el tractament
• Absència de reactius (excepte l’antiespumant en alguns casos)
• Elevada eficiència energètica
• Molt adequats per al tractament de cabals elevats
• Facilitat per incrementar el nombre d’efectes sense que augmenti el consum energètic

• Emulsions oleoses, fluids lubrificants refrigerants, desmoldants
• Purges de compressors, aigües de rentat de sòls
• Aigües de rentat de cisternes i reactors (indústria química, farmacèutica, cosmètica, perfumeria).
• Banys de treball i aigües de rentat en processos galvànics i tractaments de superfícies
• Líquids penetrants
• Residus d’arts gràfiques (aigües de neteja, tintes, etc.)
• Rebuig de plantes de tractament d’aigua (òsmosi inversa, desmineralitzadors, etc.)
• Lixiviats de abocadors de residus sòlids urbans
• Digestat en plantes de generació de biogàs
• Indústria d’alimentació i begudes
• Salmueres
• Generació d’energia
• Indústria paperera, de minerals i extractiva

Els evaporadors al buit per múltiple efecte són els més adequats per al tractament de cabals elevats, sobretot quan es disposa d’una font de calor de baix cost (aigua calenta, vapor, etc.).

Aquest tipus d’evaporadors permeten tractar un corrent residual aquós de manera eficient, senzilla i sense utilització de reactius. Són altament eficaços fins i tot quan les tecnologies convencionals no són viables. Mitjançant un evaporador al buit es pot transformar un efluente residual en dues corrents, una de concentrat (fins i tot arribant a la sequedat) i una altra d’aigua d’alta qualitat. Per reduir el consum energètic, els evaporadors treballen en condicions de buit, així s’aconsegueix que la temperatura d’ebullició de l’efluent líquid sigui inferior.

Com hem esmentat, un evaporador multietapa consta d’un conjunt d’evaporadors units convenientment, entre el subministrament de vapor viu i el condensador, per evaporar aigua de manera eficient. El primer efecte és el primer evaporador i així successivament. El primer efecte és el que rep el vapor viu procedent d’un generador de vapor. El vapor produït en el primer efecte s’utilitza com a agent de calefacció en el segon, en el qual es condensa a una temperatura superior a la d’ebullició de la dissolució que s’evapora en el mateix. El vapor produït en aquest segon evaporador es porta a un tercer en el qual es condensa a una temperatura superior a la d’ebullició de la dissolució que es troba en el mateix, i així successivament.

Operació de l’equip

Un evaporador al buit de múltiple efecte consisteix en un conjunt d’evaporadors interconnectats en què el primer efecte és el primer evaporador i així successivament. El seu funcionament es basa en el fet que el vapor produït en un efecte s’utilitza com a agent calefactor de l’efecte següent. A mesura que la temperatura va disminuint d’un efecte al successiu, s’incrementa el buit perquè el punt d’ebullició sigui més baix i es mantingui l’evaporació. Així, succeeix que existeix un gradient de pressió i temperatura de treball en què ambdós paràmetres disminueixen d’un efecte al següent.

Amb aquesta configuració s’incrementa considerablement l’eficiència energètica del procés. Pràcticament, un evaporador de 3 efectes consumeix la mateixa energia que un evaporador d’un simple efecte, però en canvi produeix 3 vegades més de destil·lat. Tot i que el cost de la inversió és superior, el consum energètic és molt més baix, per la qual cosa els evaporadors al buit per múltiple efecte són els més adequats per al tractament de cabals elevats. Quan es disposa d’un flux residual sobrant de calor, els evaporadors al buit per múltiple efecte poden aprofitar-lo i són altament competitius.

Aquestes unitats d’evaporadors al buit de múltiple efecte estan pensades per poder ampliar-se d’1 a 2 o 3 etapes, i per tant doblar o triplicar producció, sense que comporti un increment de subministrament d’energia.

En un evaporador d’efecte múltiple, l’aigua es bull en una seqüència de tancs, cadascun amb una pressió menor que l’anterior. A causa de la temperatura d’ebullició de l’aigua, el vapor que bull en un tanc pot ser usat per escalfar el següent, i només el primer tanc (el de major pressió) requereix una font externa de calor.

Durant el funcionament, el vapor procedent de l’evaporació del primer efecte s’utilitza com a vapor calefactor en el segon efecte i el produït en aquest com a vapor calefactor del tercer i així successivament. És evident que per al seu funcionament és necessari que el vapor calefactor en cada efecte condensi a una temperatura superior a la d’ebullició en aquest efecte, fet que exigeix que hi hagi entre els diferents efectes una diferència de pressió suficient perquè es produeixi l’ebullició.

El vapor d’aigua produït en aquest darrer efecte es recull en un condensador connectat al seu torn amb un sistema de buit. Si els evaporadors es numeren en el sentit en què disminueix la pressió, i les pressions i les temperatures en cada unitat són, respectivament, P1, P2, i P3, i T1, T2, i T3, es compleix que: P1 > P2 > P3 I T1 > T2 > T3.