Cristallizzazione

3V Tech progetta e fornisce impianti di cristallizzazione su misura, che possono essere disposti come unità montate su skid oppure sistemi da installare in loco.

La cristallizzazione è il processo di formazione di cristalli solidi per precipitazione da una soluzione, ottenuto attraverso una variazione delle condizioni di solubilità del soluto nel solvente.
Questa tecnica consente di recuperare o di rimuovere una sostanza da una soluzione, controllando il livello di purezza e rendimento.

Il principio della cristallizzazione è la sovrasaturazione del soluto, che può essere ottenuta tramite evaporazione oppure raffreddamento. Qualora la solubilità dipenda in modo trascurabile dalla temperatura, l'evaporazione rappresenta la scelta ottimale, se invece la solubilità dipende fortemente dalla temperatura, è più appropriata la scelta del raffreddamento

Applicazioni tipiche

Miglioramento della qualità e/o stabilità del prodotto finale.
Recupero del soluto da processo o da flussi di reflui, in forma di cristalli
Separazione di due o più soluti tramite cristallizzazione di un soluto
Depurazione del solvente da processo o flussi di reflui, eliminando sottoprodotti da precipitazione
Riduzione del volume per abbattere i costi di trasporto o di smaltimento (applicazione ZLD - Scarico Liquido Zero)

Tipologie di cristallizzatori
I sistemi di cristallizzazione 3V Tech, che funzionano sottovuoto oppure a pressione atmosferica, utilizzano ottimamente le seguenti tecnologie:

Cristallizzatori raffreddanti o evaporativi a circolazione forzata FCC
Evaporatori a film raschiato TFE

A seconda dell'applicazione, i nostri evaporatori sono prodotti in lega adeguata oppure con smaltatura di alta qualità per applicazioni altamente corrosive..

GLinee guida generali per la scelta del sistema di cristallizzazione:

Laddove sia richiesta una grande capienza, di norma la scelta migliore è rappresentata dai cristallizzatori a circolazione forzata FCC, dotati di centrifuga o filtro a nastro per la separazione dei solidi.
Quando il prodotto è difficile da trattare a causa della sua elevata viscosità o presenza di solidi pesanti o solventi con alto punto di ebollizione, è richiesta una tecnologia come quella offerta dall'evaporatore a film raschiato agitato TFE

Risparmio energetico e disposizione dell'impianto
Per evaporare 1 kg di solvente, deve essere fornita una quantità di energia corrispondente al calore latente della stessa, più il calore sensibile per preriscaldamento, perdite di calore, ecc.
In caso di evaporazione di acqua, un cristallizzatore a singolo effetto riscaldato da vapore diretto presenta un consumo specifico che va da circa 1,05 a 1,25 kg di vapore per kg di acqua evaporata.
Conformemente ai requisiti, 3V TECH progetta la disposizione ottimale dal punto di vista energetico dell'impianto di cristallizzazione, al fine di minimizzare i costi operativi e di capitale.
Alcune delle opzioni da noi offerte:

Disposizione a effetto multiplo (ME)
Ricompressione termica del vapore (TVR)
Ricompressione meccanica del vapore (MVR)
Utilizzo del calore di scarto (per es. vapore di scarto, acqua calda, ecc.)
Combinazione di diverse tecniche

Disposizione a effetto multiplo (ME)

Riscaldamento diretto tramite vapore vivo, olio diatermico, calore di scarto
Il mezzo riscaldante in ciascun effetto successivo, è il vapore generato nella calandria precedente, il quale condensa ad una pressione inferiore. Il vapore proveniente dall'effetto finale viene condensato tramite acqua di raffreddamento.
La disposizione può essere a flusso equicorrente o a flusso controcorrente oppure solo parzialmente controcorrente, a seconda dell'applicazione
Il numero di effetti è limitato dalla degradazione termica del prodotto, dalla corrosione del materiale e dall'innalzamento ebullioscopico (BPE) della soluzione concentrata
In caso di evaporazione di acqua, il consumo di vapore specifico nei sistemi 3V Tech varia di norma da 1,05 a 1,25 kg di vapore vivo per kg di acqua evaporata, diviso per il numero degli effetti

Ricompressione termica del vapore (TVR)

Il mezzo riscaldante è parte stessa del vapore di processo, ricompresso ad un livello di temperatura più elevato insieme al vapore propulsore per mezzo di un eiettore di vapore, secondo il principio della pompa a getto
La parte non ricompressa del vapore di processo viene condensata in un ulteriore effetto oppure in un condensatore ad una pressione inferiore
Quanto maggiore è il rapporto di compressione della pressione in mandata rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di elevato innalzamento ebullioscopico - BPE), tanto maggiore sarà il consumo specifico di vapore propulsore
Quanto minore è il rapporto di propulsione della pressione del vapore propulsore rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di disponibilità di vapore a bassa pressione), tanto maggiore sarà il consumo specifico di vapore propulsore
Gli eiettori di vapore non hanno parti mobili, la loro costruzione è semplice e il loro funzionamento è estremamente affidabile
A seconda delle condizioni di funzionamento, il bicompressore termico di vapore può agire come svariati effetti supplementari
In caso di evaporazione di acqua con eiettore installato attraverso il primo stadio di un sistema ME, il consumo specifico di vapore nei sistemi 3V Tech varia tipicamente da 1,05 a 1,5 kg di vapore vivo per kg di acqua evaporata, diviso per (numero di effetti + 1)

Ricompressione meccanica del vapore (MVR)

Il mezzo riscaldante è l'ammontare complessivo del vapore di processo, ricompresso ad un livello di temperatura più elevato per mezzo di un compressore meccanico, secondo il principio della pompa di calore
Il consumo di vapore vivo è molto basso, solo per l'avviamento e per i reintegri, essendo utilizzata l'energia elettrica (energia immessa nell'impianto) invece del vapore
L'innalzamento ebullioscopico (BPE) aumenta il rapporto di pressione che il compressore deve raggiungere affinché avvenga la vaporizzazione. Quanto maggiore è il rapporto di compressione della pressione in mandata rispetto alla pressione di aspirazione (per es. in caso di elevato innalzamento ebullioscopico - BPE), tanto maggiore sarà il consumo specifico di energia elettrica
Grazie alla ricompressione completa del vapore di processo, un ulteriore vantaggio dei sistemi MVR è il consumo trascurabile di acqua di raffreddamento

3V Tech utilizza i seguenti compressori meccanici, azionati da motore elettrico e convertitore di frequenza:

Ventilatore centrifugo a singolo stadio per elevata portata di evaporazione (1-140 m3/s) e basso rapporto di compressione (≤1,25). Consumo energetico tipico: Da 10 a 25 kW per ton di acqua evaporata

Soffiante volumetrico tipo "Roots" per bassa portata di evaporazione (0,05-5 m3/s) e alto rapporto di compressione (≤2,5). Consumo energetico tipico: Da 40 a 80 kW per ton di acqua evaporata

Ventilatore centrifugo a doppio stadio per elevata portata di evaporazione (1-140 m3/s) e alto rapporto di compressione (≤2,5). Consumo energetico tipico: Da 25 a 50 kW per ton di acqua evaporata