evaporador al vacío triple efecto

La técnica de la concentración-evaporación se caracteriza por transformar un efluente líquido en dos corrientes, una de agua de alta calidad y otra, consistente en un residuo concentrado. El agua obtenida tiene una calidad suficiente para ser reutilizada, mientras que el residuo puede ser concentrado incluso llegando casi a la sequedad total. Al concentrar el residuo a estos niveles se disminuyen notablemente los costes de gestión de residuos.

Para conseguir evaporar el agua sin que los costes energ√©ticos se disparen, la evaporaci√≥n no se lleva a cabo a presi√≥n atmosf√©rica, sino al vac√≠o. As√≠ se ahorra energ√≠a. A medida que disminuye la presi√≥n, la temperatura a la que el agua hierve, tambi√©n se reduce. Por ejemplo, si a la altura del nivel del mar (presi√≥n 760 mm Hg) el agua hierve a 100 ¬ļC, en la cima del Aneto (3.404 m sobre el nivel del mar, presi√≥n atmosf√©rica entorno a los 500 mm Hg) la temperatura de ebullici√≥n del agua es de 88 ¬ļC; y en la cima del Everest (8.848 m, 225 mm Hg) el agua hierve a 68 ¬ļC. As√≠ pues, si en el interior del evaporador se reduce la presi√≥n sustancialmente, el agua hierve a temperatura casi ambiental: operando a 40 mm Hg de presi√≥n absoluta, el agua se evapora a 34 ¬ļC. A la pr√°ctica, como el l√≠quido que hierve no es agua pura, la temperatura de ebullici√≥n es ligeramente superior.

Los evaporadores al vac√≠o son una soluci√≥n competitiva y eficiente para tratar aguas residuales que con los m√©todos m√°s convencionales (tratamientos f√≠sico-qu√≠micos y biol√≥gicos) no se consiguen resultados aceptables. Esto sucede fundamentalmente cuando el efluente contiene una concentraci√≥n de sales muy elevada, compuestos no biodegradables, sustancias t√≥xicas para los microorganismos, metales, etc. Estos efluentes son producidos en la industria por servicios generales: purgas de calderas, efluentes de regeneraci√≥n de resinas de intercambio i√≥nico, rechazos de procesos de √≥smosis inversa, fangos de tratamiento de agua de proceso, purgas de torres de refrigeraci√≥n, etc., as√≠ como efluentes espec√≠ficos de la industria alimentaria (tratamiento de salmueras), la industria galv√°nica (ba√Īos agotados, aguas de lavado y de tratamiento de superficies), las industrias qu√≠mica, farmac√©utica y cosm√©tica (aguas de lavado de tanques y reactores, etc.), la industria de fabricaci√≥n de pinturas (lavado de reactores), la industria del autom√≥vil y del metal en general (emulsiones aceitosas, desengrasantes, taladrinas, l√≠quidos penetrantes), de artes gr√°fica (tratamiento y concentraci√≥n de tintas y aguas de lavado de rodillos), gestores de residuos (lixiviados de vertederos, aguas de elevada conductividad, etc.), residuos sanitarios, etc. La evaporaci√≥n no s√≥lo se utiliza para el tratamiento de efluentes, sino que en la industria alimentaria se utiliza extensamente para concentrar todo tipo de sustancias sensibles al calor (concentraci√≥n de zumos, fabricaci√≥n de leche condensada, eliminaci√≥n del alcohol para obtener cerveza sin alcohol, etc.).

Los equipos necesarios para llevar a cabo el proceso de evaporación-concentración al vacío se podrían clasificar dentro de tres grandes tipos, en función del procedimiento para calentar el efluente hasta la temperatura de proceso:

‚ÄĘ Evaporador al vac√≠o por bomba de calor: mediante la compresi√≥n de un gas refrigerante, se cede calor al l√≠quido a evaporar mediante un intercambio de calor. A continuaci√≥n, un condensador que enfr√≠a el l√≠quido evaporado, por medio de una v√°lvula termost√°tica, provoca que se expansione el gas refrigerante de nuevo, el cual circula en un circuito cerrado. Al estar el equipo operando en condiciones de vac√≠o, es posible evaporar a temperaturas que est√°n alrededor de los 40 ¬ļC, hecho que hace que no sea necesario ning√ļn otro aporte de calor ni de fr√≠o. Esto hace que se trate de un proceso econ√≥micamente atractivo.

‚ÄĘ Evaporador al vac√≠o por compresi√≥n mec√°nica del vapor: el destilado se comprime mec√°nicamente para incrementar su temperatura y obtener as√≠ vapor sobrecalentado, el cual, mediante un intercambiador de calor, ceder√° su energ√≠a para calentar el l√≠quido a evaporar mientras el propio vapor condensa. As√≠, se consigue ahorrar, por un lado, energ√≠a para calentar el l√≠quido a evaporar y, por otro, una fuente de refrigeraci√≥n para la condensaci√≥n.

‚ÄĘ Evaporador al vac√≠o de m√ļltiple efecto: consiste en la conexi√≥n de varios evaporadores conectados en cascada. En el primero de ellos se utiliza agua caliente o vapor fresco para calentar el l√≠quido a evaporar. El destilado que se genera en el primer evaporador sirve como agente de calefacci√≥n en el segundo evaporador. Y as√≠ sucesivamente, el vapor generado en el segundo evaporador se utiliza para calentar el l√≠quido del tercer evaporador. Es una opci√≥n muy competitiva cuando el caudal a tratar es elevado, porque el ahorro en calefacci√≥n es significativo en relaci√≥n a un evaporador de simple efecto.

Las ventajas de la evaporaci√≥n-concentraci√≥n para el tratamiento de aguas residuales y efluentes l√≠quidos son diversas y muy importantes. La primera, que se trata de una t√©cnica eficiente en el tratamiento de aguas que presentan dificultad para ser tratadas mediante t√©cnicas convencionales, las cuales no proporcionan resultados √≥ptimos. En estos casos, la evaporaci√≥n-concentraci√≥n al vac√≠o es una t√©cnica eficaz y competitiva. Tambi√©n, hay que tener presente que el agua destilada que se obtiene es de una gran calidad y permite que sea reutilizada dentro del proceso, facilitando implantar una pol√≠tica de vertido cero. Por otro lado, el residuo concentrado, que sufre una importante reducci√≥n de peso, hace que los costes de gesti√≥n de residuos disminuyan cuantiosamente. Adem√°s, por lo general, no es necesario utilizar reactivos qu√≠micos, salvo en contadas ocasiones, que se precisa de la dosificaci√≥n de un antiespumante. Asimismo, los equipos son compactos, pr√°cticos e instrumentalizados, por lo que el seguimiento de su funcionamiento es sencillo, permitiendo llegar a tratar efluentes de hasta 20 m3/h en un solo evaporador. Finalmente, tambi√©n se debe tener en cuenta que al no haber de calentar el efluente hasta elevadas temperaturas, ya que al trabajar al vac√≠o el agua hierve a 35-40 ¬ļC (en funci√≥n de la presi√≥n de operaci√≥n), los requerimientos energ√©ticos del evaporador no tienen por qu√© ser corrientes energ√©ticas de alta calidad y excedentes energ√©ticos de otros procesos ser√°n de utilidad en la mayor√≠a de los casos.

A modo de conclusi√≥n, destacar que la evaporaci√≥n-concentraci√≥n al vac√≠o es una tecnolog√≠a novedosa, eficiente y competitiva que permite obtener muy buenos resultados en el tratamiento de aquellos efluentes que mediante otras t√©cnicas es complejo. En muchos casos permite la implantaci√≥n de pol√≠ticas de vertido cero, con todas las repercusiones ambientales positivas que esto supone. Adem√°s, gracias a la reducci√≥n de la cantidad de residuo generado y a la obtenci√≥n de una corriente de agua de elevada calidad, la recuperaci√≥n de la inversi√≥n econ√≥mica es relativamente r√°pida. Y se reduce a√ļn m√°s si se puede utilizar alg√ļn excedente energ√©tico de alg√ļn otro proceso.

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