1. Introdução
A cristalização é um dos processos básicos e comuns na produção química. Os processos de cristalização se enquadram em três categorias principais: cristalização por resfriamento, cristalização por evaporação e cristalização a vácuo. A cristalização por resfriamento separa essencialmente o soluto da solução saturada na forma de cristal, reduzindo a temperatura.
Este método não remove o solvente, mas a solução será resfriada em solução supersaturada. É também aplicável a substâncias cuja solubilidade aumenta acentuadamente à medida que a temperatura aumenta. A cristalização por resfriamento se torna um método de cristalização industrial amplamente utilizado.

2. Aplicação na indústria e vantagem da tecnologia de cristalização de resfriamento
A tecnologia de cristalização por resfriamento aplicada na indústria atinge a cristalização por resfriamento ou congelamento da solução térmica saturada. Comparado à cristalização por evaporação, a cristalização por resfriamento é mais amplamente aplicável a substâncias cuja solubilidade aumenta acentuadamente à medida que sua temperatura aumenta. Essas substâncias incluem nitrato de amônio, nitrato de potássio, cloreto de amônio, fosfato de sódio e sal de Glauber. A alteração do coeficiente de temperatura e solubilidade é grande.

Quando a temperatura cai, a solubilidade dessas substâncias também diminui e a solução supersaturada é formada. Devido à sua instabilidade termodinâmica, o soluto cristaliza a partir da solução. O método de cristalização de resfriamento usa a diferença da solubilidade de cada componente na solução conforme a temperatura muda (consulte a Figura 1) para atingir o objetivo de separação do material.

Em aplicações industriais, a cristalização por resfriamento é frequentemente combinada com a tecnologia de concentração, para que a solução seja primeiro evaporada e concentrada para formar uma solução saturada. Em seguida, a solução saturada é resfriada e cristalizada para obter o soluto por separação centrífuga.

3. Aplicação da tecnologia de cristalização de refrigeração no campo de tratamento de águas residuais
As águas residuais industriais geralmente contêm uma grande quantidade de sal e a composição das águas residuais é complicada. A concentração saturada de cada componente também é diferente. Assim, os métodos tradicionais de cristalização por evaporação não podem separar o sal componente nos produtos de cristal. Por outras palavras, o produto cristalizado resultante não está disponível como produto final. Ainda custa dinheiro e mão de obra para lidar.

Abaixo está uma aplicação típica da tecnologia de cristalização de resfriamento em uma planta química na China. O principal componente das águas residuais geradas nesta planta química é o Na2SO4. De acordo com o requisito de tratamento de águas residuais, é necessário extrair o sulfato de sódio da solução.

Para este objetivo, foram adotadas a tecnologia de concentração de evaporação e a tecnologia de cristalização de resfriamento para tratar águas residuais e obter cristal de sulfato de sódio ao mesmo tempo que o subproduto de valor agregado. O fluxograma específico é mostrado na Figura 2.

Depois que o efluente salino Na2SO4 é pré-aquecido pela água de condensação do processo de evaporação, ele entra no 1º e 2º aquecedor de efeito para evaporar e condensar. Após atingir a concentração de saturação, o decahidrato de sulfato de sódio é separado e congelado através do dispositivo de cristalização por congelamento. O líquido mãe após a separação centrífuga contém uma pequena quantidade de sulfato de sódio, que pode ser tratado por outros métodos de tratamento de águas residuais.

A pasta cristalina separada é composta principalmente por cristais de deca-hidrato de sulfato de sódio e também contém pequenas quantidades de compostos orgânicos e outras impurezas. Isso precisa ser refinado em sulfato de sódio anidro. Primeiro de tudo, o decahidrato de sulfato de sódio entra em um tanque de dissolução para obter a pasta de sulfato de sódio. Em seguida, entra no evaporador MVR para evaporação e cristalização.

O cristal de sulfato de sódio é produzido devido à alta temperatura. Após a separação sólido-líquido por ação centrífuga, o líquido é seco em um leito fluidizado e também é produzido cristal de sulfato de sódio. Finalmente, é obtido o sulfato de sódio de acordo com os padrões.

A tecnologia de cristalização de resfriamento é aplicada razoavelmente no processo acima, usando a propriedade física de que a solubilidade do sulfato de sódio diminui com a diminuição da temperatura. Por regulação razoável da temperatura, a separação do sulfato de sódio e outras impurezas nas águas residuais é realizada. O produto obtido, sulfato de sódio, pode ser vendido como um produto, o que não apenas elimina o custo de lidar com sal diverso, mas também gera valor adicional.

Além disso, como uma tecnologia de separação comum, a cristalização por resfriamento tem muitas vantagens, como princípio de processo simples, operação fácil e assim por diante. Também possui ampla aplicação na indústria. O refrigerante usado para a refrigeração da cristalização é a solução de -10 ℃, que entrará no trocador de calor do tipo tubo para reciclagem.

A cristalização por evaporação adota o processo MVR, que possui as vantagens de baixo consumo de energia e alta eficiência operacional. Se esses dois métodos de processo forem combinados, serão produzidos maiores benefícios econômicos.

4. Conclusão
Devido à política nacional e à demanda da própria empresa, a importância do tratamento de águas residuais industriais está aumentando dia a dia. Uma grande quantidade de sal contida nas águas residuais ainda apresenta altos benefícios econômicos. Mas os métodos tradicionais geralmente são incapazes de obter o sal industrial puro que pode ser usado como produto. Portanto, o método de cristalização por resfriamento tem grandes vantagens e viabilidade no tratamento de águas residuais industriais e na realização de descarga zero de águas residuais, e será usado mais amplamente no campo de tratamento de águas residuais.

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