Вакуумные выпарные системы: история и особенности

 Первые вакуумные выпарные установки появились в России еще в середине 19 века и применялись в пищевой промышленности, в частности для производства сахара. В 70-х годах прошлого века начали производить выпариватели, предназначенные и для водоподготовки.

Однако, они не были способны эффективно очищать стоки, особенно в случае густых, сильно загрязненных, агрессивных или трудно перемешиваемых растворов, и требовали больших энергозатрат. Кроме того, в России экологические требования к сточным водам были относительно невысокие. Все это привело к тому, что в нашей стране производство этих установок не получило своего развития. В Европе же в связи с высокими требованиями к качеству сточных вод вакуумные выпарные установки получили развитие и широкое распространение.

Современные вакуумные выпарные установки представляют собой экономичные,малогабаритные установки, позволяющие эффективно решать проблемы водоочистки в различных отраслях промышленности.

Принцип действия вакуумно-выпарных установок базируется на физических закономерностях, связанных с различием температур кипения разных растворов. Вода, достигнув температуры кипения, испаряется, освобождаясь таким образом, от растворенных и нерастворенных примесей. Пар поднимается вверх, а растворенные химические вещества, достигая предела растворимости, выпадают в осадок и могут быть концентрированы и затем удалены. Образовавшийся пар охлаждается, конденсируется и превращается снова в воду. Эта вода является высокоочищенной и может быть вновь использована.

Важной особенностью вакуумных выпарных установoк является то, что oни функционируют с использованием вакуума (в отличии от традиционных систем, работающих с применением высоких температур). Это позволяет достигать процесса кипения уже при 20-35 градусах (a не при 100 градусах, как это происходит в условиях нормального атмосферного давления). Как следствие этого, происходит резкое снижение энергозатрат (более 75 %): чтобы выпарить 1 литр воды при нормальном атмосферном давлении требуется - 600Вт, чтобы выпарить 1 литр воды с помощью вакуум-выпарной установки с тепловым насосом требуется 160Вт, и 90Вт в случае установки с высокой степенью энергосбережения.

• не происходит образование накипи

• не происходит разложения веществ исходной жидкости (что особенно важно в случае применения установки для концентрирования растворов)

Выпарные установки являются многофункциональными системами, и могут выполнять одновременно различные функции:

Очистка сточных вод

Важной особенностью вакуумной выпарной установки является eё способность

• Очищать одновременно различные стоки
• Очищать стоки даже с высокой концентрациeй загрязняющих веществ (что довольно проблематично при многих других методах очистки)

• Очищать стоки, содержащие агрессивные жидкости. В результате очистки получается очищенная деминерализованная вода, которую можно снова использовать (или сливать в канализацию) и концентрированный отход. Вода, очищенная с помощью вакуумно-выпарной установки обладает удельной электропроводностью ниже, чем 10мкСименс/см и является высокоочищенной (сравнима с дистиллированной водой,электропроводность которой порядка 5 мкСименс/см).

Концентрирование растворов

В результате очистки, наряду с дистиллятом, мы получаем концентрированный остаток (отход), который содержит загрязняющие вещества, и объём которого в 10-60 раз меньше исходного объема стоков. Это приводит соответственно и к снижению затрат на утилизацию отходов. Возможно получение конечного концентрата от жидкого и кремообразного, до концентрата в практически сухом виде. Способность вакуумной выпарной установки концентрировать, для ряда производств может быть использована для восстановления растворов, что позволяет возвращать их в технологический процесс. Например, при обработке вод после гальванических ванн можно осуществлять концентрирование и восстановление драгоценных металлов (никель, хром, медь, серебро) из промывочных вод и возвращать их снова в рабочие ванны, а очищенный дистиллят в свою очередь направляеть снова в промывочные ванны. Так как процесс кипения осуществляется при низких температурах, не происходит кроме того разложения органических добавок, присутствующих в активных растворах.

Области применения вакуумных выпарных систем.

Возможности использования данных установок очень различны и они находят широкое применение в таких областях как гальваника и гальванопластика, металлургия, машиностроение, химическая промышленность, фармацевтическое производство, пищевая и текстильная промышленность, переработка отходов и многие другие. Приведем лишь некоторые примеры применения вакуумных выпаривателей.

1. Обработка металлов

   • Очистка сточных вод
   • Концентрация и расщепление масляных эмульсий и обезжиривающих растворов
   • Концентрация травильных растворов
   • Концентрация фосфатированных растворов
   • Очистка сточных вод после вибрационного измельчения
   • Oчистка сточных вод после литья (отделение составляющих, смазок)

2. Гальваника

   • Очистка сточных вод после промывочных ванн
   • Концентрация и восстановление электролитов после промывок
   • Концентрация и восстановление агрессивных кислот (хромовая, серная кислота)
   • Концентрация элюитов после регенерации ионообменников
   • Концентрация и восстановление разбавленных активных растворов

3. Текстильное, печатное и фотографическое производства

   • Очистка сточных вод
   • Концентрация закрепляющих, проявляющих, и отбеливающих растворов
   • Очистка и концентрация стоков после роликовых прессов и матриц
   • Концентрация и возврат красок и типографских пигментов из промывочных вод
   • Концентрация и возврат органических примесей из загрязненных сточных вод

4. Красильная промышленность

   • Очистка вод из окрасочных камер
   • Концентрация и возврат красок из окрасочных камер
   • Концентрация фосфатированных и насыщенных растворов

5. Фармацевтическая, химическая, косметическая промышленность

   • Очистка сточных вод
   • Концентрация и возврат органических примесей из загрязненных сточных вод

6. Пищевая промышленность

   • Очистка сточных вод молочного производства
   • Концентрация и возврат растворов сахара
   • Концентрация сусла и десульфурация (обессеривание) в винном производстве
   • Концентрация соков

7. Обработка кожи

   • Очистка сточных вод
   • Концентрация и возврат агрессивных кислот
   • Концентрация и возврат органических примесей из загрязненных сточных вод

8. Свалки отходов

   • Очистка (концентрация) дренажных вод

9. Производство ювелирных изделий

   • Очистка сточных вод
   • Концентрация и возврат в производство драгоценных металлов