Sistema MVR de Ahorro de Energía para la Cristalización Evaporativa de NaCl
El sistema de evaporación y cristalización MVR de titanio (Ti) está diseñado específicamente para sal de mesa y sal industrial. Al recomprimir mecánicamente y reutilizar el calor latente, reduce el consumo específico de energía y la demanda de vapor fresco, al tiempo que ofrece una calidad de cristal constante y una distribución de tamaño estrecha.
- Ahorro significativo de energía: impulsado principalmente por electricidad; vapor fresco utilizado principalmente al inicio o para ajuste fino en condiciones extremas
- Resistencia a la corrosión por cloruro: el titanio (Gr.2/Gr.12) en las partes críticas de transferencia de calor y presión minimiza la corrosión por picaduras y grietas
- Calidad de cristal constante: la supersaturación y el tiempo de residencia controlados producen cristales de NaCl uniformes
- Campañas largas: el diseño sanitario y la limpieza in situ (CIP) acortan el tiempo de inactividad y extienden los intervalos de limpieza del intercambiador de calor
¿Por qué MVR de Ti para la cristalización de NaCl?
MVR comprime el vapor secundario a una temperatura más alta y lo reutiliza como medio de calentamiento, lo que reduce drásticamente la energía por unidad de agua evaporada. La resistencia superior del titanio a los medios de cloruro a temperaturas elevadas frena la pérdida de eficiencia impulsada por el ensuciamiento/corrosión y las paradas no planificadas.
KPI de energía
Consumo de energía típico ≈ 15-35 kWh por tonelada de agua evaporada (depende de la relación de compresión, ΔT y el área de transferencia de calor). El agua de refrigeración y la carga de la caldera se reducen en gran medida.
Calidad del cristal
El cristalizador de circulación forzada (FC) mantiene coeficientes de transferencia de calor y densidad de lodo estables, produciendo una distribución de tamaño de partícula ajustada (fracción de sal de mesa).
Fiabilidad del material
Haces de tubos de titanio / intercambiadores de placas revestidas de Ti en servicio crítico; el acero inoxidable dúplex puede utilizarse para marcos estructurales para optimizar los costes.
Flujo del proceso (Evaporación y cristalización de NaCl)
- Preparación y purificación de salmuera: disolución -> ablandamiento (eliminación de Ca/Mg) -> coagulación/clarificación -> filtración de pulido para minimizar los insolubles y la dureza
- Precalentamiento y desaireación: estabiliza la fuerza impulsora y reduce la corrosión/formación de espuma
- Evaporación y cristalización de circulación forzada MVR: el vapor comprimido regresa al lado de la carcasa; la supersaturación y el control de la densidad del lodo gestionan la nucleación/crecimiento
- Separación sólido-líquido: la centrífuga de pelado o empuje elimina la lejía madre; la lejía madre se recicla para aumentar el rendimiento general
- Secado y clasificación: secado vibratorio/de lecho fluidizado -> cribado -> pulido para alcanzar las bandas de tamaño objetivo
- Yodación y antiaglomerante: dosificación y mezcla en línea para cumplir con las normativas locales
- Envasado: bolsas de 1 kg para minoristas a 25-50 kg o a granel; detección de metales y control de peso
Equipo principal
- Intercambiadores de calor de placas de carcasa y tubos de Ti / revestidos de Ti y cristalizador de circulación forzada
- Compresor centrífugo/turbo o Roots de alta velocidad (seleccionado por la relación de compresión y el servicio)
- Separador vapor-líquido, calentador principal, precalentador, condensador y sistema de vacío
- Patín de purificación de salmuera (disolución, ablandamiento, clarificación, filtración)
- Centrífuga de pelado/empuje, secador de lecho fluidizado/vibratorio y sistema de cribado
- Yodación en línea / dosificación y mezcla antiaglomerante
- Instrumentación: T/P/flujo/conductividad/nivel; PLC/HMI con historial
- Patín CIP con procedimientos y registros validados
Entradas de rendimiento y dimensionamiento
Datos requeridos: composición de la salmuera (NaCl, Ca/Mg, sulfatos/silicatos, insolubles), grado y tamaño de NaCl objetivo, ΔT admisible, BPE, curva de viscosidad-temperatura, tendencia a la incrustación, servicios públicos disponibles y horas de funcionamiento anuales.
| Parámetro |
Valor/rango típico* |
| NaCl (base seca) |
≥ 99,2% (hasta ≈99,7% con purificación mejorada) |
| Humedad del producto |
≤ 0,2% (dependiendo del grado) |
| Bandas de tamaño de cristal |
Fino 0,2-0,5 mm; Mesa 0,5-1,2 mm; Grueso 1,2-2,5 mm |
| Capacidad de la línea (sal terminada) |
5-500 t/d (modular, multitren) |
| Potencia (MVR) |
≈ 15-35 kWh por tonelada de agua evaporada |
| Intervalo CIP |
≥ 10-20 días (depende de la alimentación y la estrategia operativa) |
| Materiales primarios |
Ti Gr.2/Gr.12 para superficies humedecidas críticas; acero inoxidable dúplex para soporte estructural |
*El rendimiento real depende de la eficiencia de purificación, la relación de presión del compresor, el área de transferencia de calor y la estrategia operativa.
Compresor y optimización de energía
- Centrífugo/turbo de alta velocidad: alta eficiencia; combínelo con VFD y control antisobretensión para servicios medianos/grandes
- Roots: construcción sencilla; adecuado para cargas pequeñas/medianas y modernizaciones por fases
- Trenes paralelos: redundancia y flexibilidad; puesta en marcha/parada para reducir la potencia específica
MVR frente a MEE frente a TVR (para la cristalización de NaCl)
| Criterio |
Sistema MVR de Ti |
Multi-Efecto (MEE) |
TVR |
| Dependencia del vapor fresco |
Muy bajo (principalmente eléctrico) |
Medio-alto |
Medio |
| Uso específico de energía |
Bajo (reutilización del calor latente) |
Medio (se requieren más efectos) |
Medio |
| Resistencia a la corrosión / vida útil |
Alta (Ti en partes críticas) |
Media (compromisos 316L/dúplex) |
Medio |
| Control del tamaño de los cristales |
Excelente (FC + ΔT estable) |
Bueno |
Bueno |
| Arranque/parada y seguimiento de la carga |
Excelente |
Bueno |
Bueno |
| Coste total de propiedad |
Medio-alto (amortización más corta) |
Medio |
Medio |
Ejemplo de servicio (para conversaciones de ventas)
Salmuera: NaCl purificado 24-26% en peso -> Objetivo: grado de sal de mesa de 0,5-1,2 mm.
Tren: cristalización FC MVR de superficie de calentamiento de Ti + centrífuga de pelado/empuje + secado de lecho fluidizado + cribado + yodación en línea + envasado.
Conclusiones: muy bajo vapor fresco y agua de refrigeración, reciclaje estable de lejía madre, largas campañas y calidad constante del cristal.
Nota: Ejemplo genérico únicamente. El diseño final debe ser validado por datos de laboratorio y balance de calor/masa completo.
Calidad y cumplimiento
- Normas ASME/PED para recipientes a presión y soldadura
- Diseño higiénico para superficies en contacto con el producto, drenabilidad total, control de tramos muertos
- Validación CIP/SIP con trazabilidad completa del material
- Control de polvo para secado/manipulación, cumplimiento ATEX opcional
Preguntas frecuentes
¿Por qué elegir titanio en lugar de 316L?
En salmueras de cloruro a temperaturas elevadas, el titanio ofrece una resistencia superior a la corrosión por picaduras/grietas, lo que reduce la degradación de la transferencia de calor y el tiempo de inactividad no planificado.
¿Qué consumo de energía se puede lograr?
Los sistemas MVR bien diseñados suelen ver 15 -35 kWh por tonelada de agua evaporada; los resultados reales dependen de la relación de compresión, ΔT, el área de transferencia de calor y la estrategia operativa.
¿Cómo se gestiona la incrustación y la frecuencia de CIP?
El ablandamiento/clarificación/filtración en la parte delantera reduce los precursores de la incrustación; durante la operación, optimice la velocidad y ΔT; la CIP periódica restaura la eficiencia de la transferencia de calor y extiende la duración de la ejecución.
¿Se pueden producir múltiples grados de tamaño?
Sí: el secado más el cribado pueden ofrecer bandas Fina/Mesa/Gruesa, con envasado desde minoristas pequeños hasta granel.
