Cristallisation
3V Tech conçoit et fournit des équipements de cristallisation sur mesure, que l'on peut disposer en tant qu'unités montées sur skid ou en tant que systèmes à installer sur place.La cristallisation est le procédé de formation de cristaux solides par précipitation à partir d'une solution, obtenu par une variation des conditions de solubilité du soluté dans le solvant.
Cette technique permet de récupérer ou d'éliminer une substance d'une solution, en contrôlant le niveau de pureté et de rendement.
Le principe de la cristallisation est la sursaturation du soluté, que l'on peut obtenir par évaporation ou par refroidissement. Aux cas où la solubilité dépend dans une mesure négligeable de la température, l'évaporation représente le choix optimal ; si au contraire la solubilité dépend fortement de la température, le choix du refroidissement est plus approprié.
Applications typiques- Amélioration de la qualité et/ou de la stabilité du produit final.
- Récupération du soluté à partir du procédé ou à partir de flux d'eaux résiduaires, sous forme de cristaux
- Séparation de deux ou plusieurs solutés par cristallisation d'un soluté
- Dépuration du solvant à partir du procédé ou à partir de flux d'eaux résiduaires, en éliminant les sous-produits de précipitation
- Réduction du volume pour réduire les coûts de transport ou d'élimination (application ZLD - Zéro Décharge Liquide)
Types de cristalliseurs Les systèmes de cristallisation de 3V Tech, qui fonctionnent sous-vide ou sous pression atmosphérique, utilisent parfaitement les technologies suivantes :
- Cristalliseurs refroidissants ou évaporateurs à circulation forcée FCC
- Évaporateurs à film raclé TFE
En fonction de l'application, nos évaporateurs sont produits dans un alliage adéquat, ou bien avec un émaillage de qualité supérieure pour les applications hautement corrosives.
Lignes directrices générales pour choisir le système de cristallisation :- Si une grande capacité est requise, normalement le choix le meilleur est représenté par les cristalliseurs à circulation forcée FCC, dotés de centrifugeur ou de filtre à bande pour la séparation des solides.
- Lorsque le produit est difficile à traiter à cause de sa forte viscosité, ou de la présence de solides lourds ou de solvants ayant un point d'ébullition élevé, alors est nécessaire une technologie comme celle qu'offre l'évaporateur à film raclé agité TFE
Économies d'énergie et disposition de l'équipementPour évaporer 1 kg de solvant, il faut que soit fournie une quantité d'énergie correspondant à la chaleur latente du même, plus la chaleur sensible pour préchauffage, pertes de chaleur, etc.
Dans le cas de l'évaporation d'eau, un cristalliseur à effet simple chauffé par vapeur directe présente une consommation spécifique qui va d'environ 1,05 à 1,25 kg de vapeur par kg d'eau évaporée.
Conformément aux spécifications, 3V TECH conçoit la disposition optimale du point de vue énergétique de l'équipement de cristallisation, pour réduire au minimum les coûts opérationnels et de capital.
Quelques-unes des options que nous offrons :
- Disposition à effet multiple (ME)
- Recompression thermique de la vapeur (TVR)
- Recompression mécanique de la vapeur (MVR)
- Utilisation de la chaleur rejetée (par ex. vapeur rejetée, eau chaude, etc.)
- Combinaison de différentes techniques
Disposition à effet multiple (ME)- Chauffage direct par vapeur vive, huile diathermique, chaleur dissipée
- Le moyen chauffant dans chaque effet successif est la vapeur engendrée dans la calandre précédente, qui se condense à une pression inférieure. La vapeur provenant de l'effet final est condensée par l'eau de refroidissement.
- La disposition peut être en flux cocourant ou en flux contrecourant, ou bien seulement partiellement contrecourant, en fonction de l'application.
- Le nombre d'effets est limité par la dégradation thermique du produit, par la corrosion du matériel et par l'élévation du point d'ébullition (BPE) de la solution concentrée
- En cas d'évaporation d'eau, la consommation de vapeur spécifique dans les systèmes 3V Tech varie normalement de 1,05 à 1,25 kg de vapeur vive par kg d'eau évaporée, divisée par le nombre des effets
Recompression thermique de la vapeur (TVR)- Le moyen chauffant fait partie de la vapeur traitée, re-comprimée à un niveau de température plus élevé avec la vapeur motrice, au moyen d'un éjecteur de vapeur, selon le principe de la pompe à réaction.
- La partie non re-comprimée de la vapeur de processus est condensée dans un autre effet ou bien dans un condensateur à une pression inférieure
- Plus est grand le rapport de compression de la pression en refoulement par rapport à la pression d'aspiration (par ex. en cas de forte élévation du point d'ébullition - BPE), plus sera grande la consommation spécifique de vapeur de propulsion
- Plus est petit le rapport de propulsion de la pression de la vapeur de propulsion par rapport à la pression d'aspiration (par ex. en cas de disponibilité de vapeur à basse pression), plus sera grande la consommation spécifique de vapeur de propulsion
- Les éjecteurs de vapeur n'ont pas de pièces mobiles, leur construction est simple, et leur fonctionnement est extrêmement fiable
- En fonction des conditions de fonctionnement, le bi-compresseur thermique de vapeur peut agir avec des effets supplémentaires variés
- En cas d'évaporation d'eau avec un éjecteur installé à travers le premier stade d'un système ME, la consommation spécifique de vapeur dans les systèmes 3V Tech varie normalement de 1,05 à 1,5 kg de vapeur vive par kg d'eau évaporée, divisée par (nombre des effets + 1)
Recompression mécanique de la vapeur (MVR)- Le moyen chauffant est la quantité totale de la vapeur de processus, re-comprimée à un niveau de température plus élevé au moyen d'un compresseur mécanique, selon le principe de la pompe de chaleur
- La consommation de vapeur vive est très basse, seulement pour le démarrage et pour les réapprovisionnements, car on utilise de l'énergie électrique (énergie introduite dans l'équipement) au lieu de la vapeur
- L'élévation du point d'ébullition (BPE) augmente le rapport de pression que le compresseur doit atteindre pour que la vaporisation se fasse. Plus est grand le rapport de compression de la pression en refoulement par rapport à la pression d'aspiration (par ex. en cas de forte élévation du point d'ébullition - BPE), plus sera grande la consommation spécifique d'énergie électrique
- Grâce à la recompression complète de la vapeur de processus, un autre avantage des systèmes MVR est la consommation négligeable d'eau de refroidissement
3V Tech utilise les compresseurs mécaniques suivants, qui sont actionnés par un moteur électrique et un convertisseur de fréquence :Ventilateur centrifuge à étage simple pour débit élevé d'évaporation (1-140 m3/s) et faible rapport de compression (≤ 1,25). Consommation d'énergie typique : De 10 à 25 kW par tonne d'eau évaporée
Soufflante volumétrique du type « Roots » pour faible débit d'évaporation (0,05- 5 m3/s) et haut rapport de compression (≤ 2,5). Consommation d'énergie typique : De 40 à 80 kW par tonne d'eau évaporée
Ventilateur centrifuge à deux étages pour débit élevé d'évaporation (1-140 m3/s) et haut rapport de compression (≤ 2,5). Consommation d'énergie typique : De 25 à 50 kW par tonne d'eau évaporée