Negli ultimi anni, la dipendenza dell'umanità dall'ambiente ecologico è aumentata in modo significativo. Con il rapido sviluppo dell’era dell’informazione e dell’intelligenza artificiale, la protezione ambientale è diventata un tema caldo, spesso menzionato non solo nello sviluppo industriale ma anche nella vita quotidiana. Pertanto, il miglioramento dei livelli di protezione ambientale è fondamentale per lo sviluppo industriale, che ha un impatto sull’ambiente.
Nel campo dello scarico zero-delle acque reflue industriali ad alta-salinità, l'utilizzo delle risorse del sale industriale diventerà fondamentale per la futura governance ambientale, riducendo la possibilità di scarico dei rifiuti e migliorando i tassi di recupero e utilizzo delle risorse, il che è estremamente vantaggioso per migliorare i livelli generali di protezione ambientale. Nel processo di produzione-a scarico zero di acque reflue industriali ad alta-salinità, il miglioramento del valore aggiunto del vapore di scarico e l'aumento dell'efficienza di utilizzo dell'energia sono indicatori importanti per valutare la capacità di produzione a scarico-zero. La tecnologia MVR (ricompressione meccanica del vapore) può risolvere problemi pratici nello scarico-zero di acque reflue ad alta-salinità.
1. Tecnologia di ricompressione meccanica del vapore MVR
La tecnologia di ricompressione meccanica del vapore MVR viene applicata principalmente nei seguenti settori industriali specifici. Il primo è la desalinizzazione dell’acqua di mare. Attualmente, l’osmosi inversa e la distillazione sono i metodi più comunemente utilizzati per la desalinizzazione dell’acqua di mare nel mio paese. I metodi di distillazione rientrano principalmente in tre categorie: evaporazione multi-effetto (MVR), congelamento criogenico e distillazione a compressione di vapore. Confrontando queste tecnologie nelle applicazioni pratiche, la tecnologia MVR offre il risparmio energetico più significativo in assoluto. Pertanto, quando si seleziona un compressore per un sistema MVR, è necessario scegliere un compressore ad alte-prestazioni con un rapporto di compressione relativamente basso.
Nel campo del trattamento delle acque reflue industriali, molte acque reflue ad alta-salinità contengono principalmente cloruro di sodio e solfato di sodio. Molte aziende cinesi scelgono la tecnologia di evaporazione multi-effetto per trattare il sale, ma nel funzionamento reale il tasso di utilizzo dell'energia del vapore è solo dell'80% circa, con conseguenti notevoli sprechi energetici. Al contrario, i paesi sviluppati e le regioni all’estero utilizzano principalmente la tecnologia MVR per la produzione di sale. Nei futuri processi di produzione-a emissioni zero, l'introduzione della tecnologia MVR nell'industria del sale può risolvere efficacemente il problema dei costi complessivi elevati, riducendo i costi effettivi e i rapporti di spesa. Inoltre, migliora significativamente la qualità e le prestazioni di vari tipi di sale alimentare. Oltre a queste applicazioni pratiche, la tecnologia MVR viene ampiamente adottata anche nei prodotti in emulsione, nella fabbricazione della carta e nella distillazione, indicando una promettente tendenza di sviluppo futuro.
2. Caratteristiche della tecnologia MVR nell'utilizzo delle risorse di acque reflue ad alta-salinità
2.1 Vantaggi della tecnologia MVR rispetto ad altre tecnologie
Sulla base delle applicazioni pratiche nel mio paese, le tecnologie ampiamente utilizzate per lo-scarico zero delle acque reflue ad alta-salinità includono principalmente il metodo a doppia membrana a osmosi inversa RO-e la tecnologia EDR. Il materiale principale è la membrana ad osmosi inversa su scala nanometrica. Queste tecnologie sono molto efficaci nel separare e trattenere gli ioni di metalli pesanti e molti composti organici. Tuttavia, con i progressi tecnologici e il miglioramento dei livelli di ricerca, la tecnologia MVR ha migliorato l’efficienza complessiva. Non solo richiede molto meno spazio, ma ha anche una struttura più semplice e un eccezionale effetto di risparmio energetico-. Il principio tecnico di base prevede l'utilizzo di un compressore per comprimere il vapore a bassa-temperatura, aumentandone l'entalpia e attivando completamente il calore latente del vapore per ottenere l'effetto desiderato.
2.2 Fattori che influenzano le prestazioni della tecnologia MVR e la loro gestione
The material properties in MVR technology for the recovery and harmless treatment of high-salinity wastewater mainly include the following aspects: density and strength, melting point, heat sensitivity, hardness, and viscosity. The primary heat transfer coefficient depends on the area occupied by evaporation. Surface tension is mainly used to promote liquid surface contraction pressure and is a value during vapor-liquid separation. In addition, for materials with very high boiling points, single-effect evaporation can be used to reduce the overall temperature under negative pressure, saving actual operating costs.
Nel funzionamento effettivo dell'impianto, è necessario prestare attenzione innanzitutto ai cambiamenti nei parametri di alimentazione e, in secondo luogo, ai cambiamenti nelle condizioni operative del compressore MVR. La portata del compressore, il rapporto temperatura-pressione, l'efficienza e altri parametri hanno valori massimi che influiscono direttamente sul funzionamento complessivo dell'unità. Ad esempio, nel trattamento di varie acque reflue ad alta-salinità, se la temperatura in ingresso è bassa ma il volume specifico aumenta in modo significativo, il compressore può erogare una grande quantità di vapore e anche la temperatura in ingresso aumenterà in modo significativo. È possibile impostare la frequenza effettiva, la portata e l'aumento della temperatura del compressore.
Nei separatori, è fondamentale essere consapevoli dell'aumento del tasso di evaporazione delle acque reflue ad alto- sale, che accelera la risalita del vapore secondario e fa sì che il gas trasporti una grande quantità di liquido. L'esposizione prolungata a questo può alterare la temperatura di equilibrio. Nei sistemi a vapore MVR, l'evaporazione flash del vapore secondario aumenta significativamente durante la stabilizzazione. Il volume specifico del vapore secondario è relativamente grande, portando ad un sostanziale aumento della concentrazione del materiale e della tensione di viscosità. Pertanto, il rapporto tra i diametri deve garantire un'adeguata separazione del gas-liquido, fornendo una superficie di separazione sufficiente. Altezza e costo hanno anche implicazioni pratiche.
Inoltre, anche la pompa ha un impatto. Essendo l'unità di potenza primaria, la sua densità meccanica, la portata operativa effettiva e l'altezza influenzano e vincolano direttamente l'intero sistema. Dovrebbero essere compiuti sforzi per ridurre al minimo eventuali perdite.