Especializados en la producción y aplicación de compresores de vapor
La tecnología MVR se utiliza por primera vez en la producción de dióxido de titanio.
La segunda página de hoy del China Chemical Industry News, en la sección “Innovación Tecnológica”, presenta una noticia destacada titulada “Primera aplicación de la tecnología MVR en nuestro proceso de ácido sulfúrico para la producción de dióxido de titanio” (por el periodista Jiang Xiaomao).
El 28 de agosto, el Subcentro de Dióxido de Titanio del Centro Nacional de Promoción de la Productividad de la Industria Química reunió a expertos del sector para evaluar la unidad de recompresión mecánica de vapor (MVR) que opera en la etapa de concentración de la solución de titanio de Ningbo Xinfu Dióxido de Titanio S. A. Los expertos evaluadores coincidieron por unanimidad en que esta tecnología, la primera aplicada en el proceso de concentración de la solución de titanio dentro de la ruta de producción de dióxido de titanio a base de ácido sulfúrico, es comparable con los estándares internacionales.
La unidad de concentración de titanio‑líquido MVR de Ningbo Xinfu es la primera de su tipo en China que opera de manera continua en una línea de producción de dióxido de titanio mediante el proceso a base de ácido sulfúrico. Fue financiada por Zhongyuan Fengmao Investment Management Co., Ltd. y ejecutada por Jiangsu Xinwei Energy‑Saving Engineering Co., Ltd. Tras tres meses de operación ininterrumpida, todos los parámetros de tecnología de proceso han cumplido las especificaciones de diseño, con un rendimiento estable y fiable.
Según los cálculos, esta unidad consume 37 kilogramos de carbón estándar por tonelada de dióxido de titanio en la etapa de concentración del titanio‑líquido, lo que supone un ahorro de aproximadamente 120 kilogramos de carbón estándar en comparación con la concentración de efecto único. Su consumo energético se reduce en un 80 % respecto a los sistemas convencionales de un solo efecto, lo que genera importantes ahorros de energía y considerables beneficios económicos.
Según Bi Sheng, director de la División de Dióxido de Titanio del Centro Nacional para la Promoción de la Productividad en la Industria Química y jefe del Panel de Expertos en Revisión de Proyectos, durante el proceso de obtención de dióxido de titanio mediante el método ácido sulfúrico, la solución rica en titanio obtenida al disolver el mineral de titanio en ácido sulfúrico presenta una concentración de TiO₂ relativamente baja tras someterse a etapas como la sedimentación, la filtración y la separación del hierro ferroso. Debido a las variaciones en los procesos de cristalización y de separación del hierro ferroso, la concentración de TiO₂ en la corriente de solución de titanio difiere ligeramente entre distintos fabricantes. Al tratarse de un producto de grado pigmentario, esta solución de titanio no puede hidrolizarse directamente; primero debe concentrarse para que, tras la hidrólisis, se obtenga un producto que cumpla con las especificaciones requeridas.
Entre las líneas de producción nacionales existentes de dióxido de titanio que emplean el proceso con ácido sulfúrico, la concentración de la solución rica en titanio es una de las operaciones más intensivas en consumo energético. Antes de la concentración, el contenido de TiO₂ en la solución suele oscilar entre 145 g/L como valor mínimo y hasta 175 g/L; para la hidrólisis —que produce un producto de calidad pigmentaria—, la concentración de TiO₂ requerida varía entre aproximadamente 190 g/L y 240 g/L, según el proceso específico. En consecuencia, el consumo de vapor en la etapa de concentración representa una parte significativa del costo total de producción en la mayoría de las plantas. En los primeros sistemas de evaporación de película delgada de un solo efecto, esta operación consumía más de 1,2 toneladas de vapor por tonelada de producto; con la introducción de la evaporación de doble efecto y de múltiples efectos, el consumo promedio de vapor se ha reducido a 0,6–1,0 tonelada por tonelada de producto.
Lu Dan, presidente de Jiangsu Xinwei Ingeniería de Ahorro de Energía, señaló a un periodista de China Chemical Industry News que, en el actual proceso chino de producción de dióxido de titanio a base de ácido sulfúrico, existen tres métodos principales para concentrar la solución rica en titanio: la concentración de un solo efecto, la concentración de doble efecto (o multiefecto) y la concentración mediante bomba de calor. Todos estos procesos consumen importantes cantidades de vapor y grandes volúmenes de agua de refrigeración. En cambio, la tecnología de concentración MVR elimina la necesidad de vapor externo al comprimir y reutilizar el vapor secundario, y también prescinde del agua de refrigeración de proceso, requiriendo únicamente una cantidad mínima de agua de refrigeración para el enfriamiento del equipo. Esta tecnología representa un avance fundamental respecto a los métodos convencionales de evaporación de soluciones de titanio y constituye un progreso pionero en la producción de dióxido de titanio a base de ácido sulfúrico, capaz de sustituir los procesos de concentración actuales que dependen del vapor como fuente primaria de calor.
Lu Dan señaló que, dado que la evaporación por MVR opera a bajas temperaturas, mejora de manera significativa la estabilidad de la calidad del licor de titanio y constituye una medida importante para la conservación de energía y la reducción del consumo en la industria del dióxido de titanio basada en ácido sulfúrico, por lo que merece ser adoptada de forma generalizada en todo el sector.
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La recompresión mecánica de vapor (MVR) se refiere al proceso mediante el cual se comprime, utilizando un compresor mecánico, el vapor secundario de baja temperatura y baja presión que se genera durante la evaporación o la destilación y que, por lo general, resulta difícil de reutilizar. De este modo, se elevan la temperatura y la presión del vapor, permitiendo su reutilización como fuente de calor para precalentar el material de alimentación que se va a evaporar, con lo que se logra el objetivo de reciclar el vapor.
La tecnología de evaporación MVR fue propuesta por primera vez por académicos extranjeros en 1834. En 1917, la empresa suiza Sulzer-Escher-Wyss construyó un sistema MVR rudimentario, que entró en servicio operativo en 1925 tras ser diseñado e instalado por una empresa austriaca. China no introdujo equipos MVR hasta 1989 y, en 2007 y 2010, la tecnología MVR fue designada, respectivamente, como un dispositivo de ahorro energético y respetuoso con el medio ambiente, fuertemente fomentado y apoyado para su desarrollo a nivel nacional. La tecnología MVR encuentra amplias aplicaciones en sectores como la petroquímica, los productos químicos finos, la industria alimentaria y farmacéutica, la biofermentación y el tratamiento de aguas residuales de alta salinidad con bajo volumen de descarga.
Luo Chunlong, presidente de Turbovap, asistió a la revisión.
Sitio del proyecto de concentración de líquido de titanio Ningbo Xinfu
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