Evaporadores al vacío de múltiple efecto

En Condorchem Envitech diseñamos, fabricamos e instalamos evaporadores al vacío de múltiple efecto, también conocidos como evaporadores multietapa. Disponemos de evaporadores de múltiple etapa que usan como fuente de energía agua caliente o vapor procedente de un circuito externo, lo cual permite aprovechar flujos residuales sobrantes de calor.

Los evaporadores de múltiple efecto permiten la recuperación y reutilización de altos volúmenes de agua, así como la revalorización de materias primas o subproductos presentes en el efluente, a la vez que se reducen los costes asociados a la gestión y transporte de residuos. Se trata de una solución ideal para empresas que pretenden implantar soluciones de economía circular en sus procesos.

Son unidades compuestas por 1 (evaporador simple efecto), 2 (evaporador doble efecto) o 3 (evaporador triple efecto) etapas, donde el calor transferido al producto evaporado, se recicla completamente en las etapas siguientes, produciéndose un efecto cascada. Finalmente, el destilado se condensa mediante una torre de refrigeración, con un consumo de agua poco significativo.

La oferta de evaporadores al vacío de múltiple efecto abarca un amplio rango de capacidades. Los equipos Envidest DPM1, Envidest DPM2 y Envidest DPM3, de uno, dos y tres efectos respectivamente, son equipos con caldera horizontal e intercambiador de calor interno, diseñados para tratar caudales de hasta 30 m3/día.

Los evaporadores Envidest MFE1, Envidest MFE2 y Envidest MFE3, de uno, dos y tres efectos respectivamente, son equipos con caldera vertical e intercambiador de calor externo y circulación forzada, diseñados para tratar caudales superiores hasta 180 m3/día.

• Minimización del volumen de residuos a gestionar
• Reducción significativa de los costes de gestión de residuos
• Fomento dela reutilización de una parte muy importante de los efluentes líquidos
• Posibilidad de implantación de un sistema de vertido cero
• Cumplimiento de la normativa vigente en materia de vertido de efluentes
• Reducción de la necesidad de almacenar grandes volúmenes de residuos
• Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero generados en el transporte de los residuos
• Reducción del consumo de agua de red al reutilizar la producida en el tratamiento
• Ausencia de reactivos (a excepción del antiespumante en algunos casos)
• Elevada eficiencia energética
• Muy adecuados para el tratamiento de caudales elevados
• Facilidad de incrementar el número de efectos sin que aumente el consumo energético

• Emulsiones aceitosas, fluidos lubro refrigerantes, desmoldeantes
• Purgas de compresores, aguas lavado de suelos
• Aguas de lavado de cisternas y reactores (industria química, farmacéutica, cosmética, perfumería).
• Baños de trabajo y aguas de lavado en procesos galvánicos y tratamientos de superficies
• Líquidos penetrantes
• Residuos de artes gráficas (aguas limpieza, tintas, etc.)
• Rechazos de plantas de tratamiento de agua (ósmosis inversa, desmineralizadores, etc.)
• Lixiviados de vertederos de residuos sólidos urbanos
• Digestato en plantas de generación de biogás
• Industria de alimentación y bebidas
• Salmueras
• Generación de energía
• Industria papelera, de minerales y extractiva

Los evaporadores al vacío por múltiple efecto son los más adecuados para el tratamiento de caudales elevados, sobre todo cuando se dispone de una fuente de calor de bajo coste (agua caliente, vapor, etc.).

Este tipo de evaporadores permiten tratar una corriente residual acuosa de forma eficiente, sencilla y sin utilización de reactivos. Son altamente eficaces incluso cuando las tecnologías convencionales no son viables. Mediante un evaporador al vacío se puede transformar un efluente residual en dos corrientes, una de concentrado (incluso llegando a la sequedad) y otra de agua de elevada calidad. Para reducir el consumo energético, los evaporadores trabajan en condiciones de vacío, así se consigue que la temperatura de ebullición del efluente líquido sea inferior.

Como hemos mencionado, un evaporador multietapa consta de un conjunto de evaporadores unidos convenientemente, entre el suministro de vapor vivo y el condensador, para evaporar agua de forma eficiente. El primer efecto es el primer evaporador y así sucesivamente. El primer efecto es el que recibe el vapor vivo procedente de un generador de vapor. El vapor producido en el primer efecto es utilizado como agente de calefacción en el segundo, en el cual se condensa a una temperatura superior a la de ebullición de la disolución que se evapora en el mismo. El vapor producido en este segundo evaporador se lleva a un tercero en el que se condensa a una temperatura superior a la de ebullición de la disolución que se encuentra en el mismo, y así sucesivamente.

Operación del equipo

Un evaporador al vacío de múltiple efecto consiste en un conjunto de evaporadores interconectados en los que el primer efecto es el primer evaporador y así sucesivamente. Su funcionamiento se basa en el hecho de que el vapor producido en un efecto se utiliza como agente calefactor del efecto siguiente. A medida que la temperatura va disminuyendo de un efecto al sucesivo, se incrementa el vacío para que el punto de ebullición sea más bajo y se mantenga la evaporación. Así, sucede que existe un gradiente de presión y temperatura de trabajo en el que ambos parámetros disminuyen de un efecto al siguiente.

Con esta configuración se incrementa considerablemente la eficiencia energética del proceso. Prácticamente, un evaporador de 3 efectos consume la misma energía que un evaporador de un simple efecto, pero en cambio produce 3 veces más de destilado. Pese a que el coste de la inversión es superior, el consumo energético es mucho más bajo por lo que los evaporadores al vacío por múltiple efecto son los más adecuados para el tratamiento de caudales elevados. Cuando se dispone de un flujo residual sobrante de calor, los evaporadores al vacío por múltiple efecto pueden aprovecharlo y son altamente competitivos.

Estas unidades de evaporadores al vacío de múltiple efecto están pensadas para poder ampliarse de 1 a 2 o 3 etapas, y por tanto doblar o triplicar producción, sin que conlleve un incremento de suministro de energía.

En un evaporador de efecto múltiple, el agua se hierve en una secuencia de tanques, cada uno con una presión menor que el anterior. Debido a la temperatura de ebullición del agua, el vapor que hierve en un tanque puede ser usado para calentar el siguiente, y solo el primer tanque (el de mayor presión) requiere una fuente externa de calor.

Durante el funcionamiento, el vapor procedente de la evaporación del primer efecto se utiliza como vapor calefactor en el segundo efecto y el producido en este como vapor calefactor del tercero y así sucesivamente. Es evidente que para su funcionamiento es necesario que el vapor calefactor en cada efecto condense a una temperatura superior a la de ebullición en este efecto, lo que exige que haya entre los diferentes efectos una diferencia de presión suficiente para que se produzca la ebullición.

El vapor de agua producido en este último efecto se recoge en un condensador conectado a su vez con un sistema de vacío. Si los evaporadores se numeran en el sentido en que disminuye la presión, y las presiones y las temperaturas en cada unidad son, respectivamente, P1, P2, y P3, y T1, T2, y T3, se cumple que: P1 > P2 > P3 Y T1 > T2 > T3.