每小时处理量1.25t的NaClKCl双效蒸发结晶装置,通常以“进料4~5m³/h、KCl≈15%、NaCl≈4%”的混合母液为基准,采用“强制循环+逆流双效+离心分盐”的典型流程,可一次性把两种盐分别提至工业级纯度。下面按“工艺—设备—自控—能耗—布置—调试要点”六个方面逐条说明。
一、氯化钾、氯化钠双效蒸发结晶设备工艺路线
1.预处理:来液先经过两级过滤(100µm篮式+0.5µm袋式),硬度软化到≤50mg/L,防止加热管结垢。
2.预热:利用末效二次蒸汽把原液从25℃预热到65℃,降低生蒸汽消耗。
3.双效蒸发(逆流):
Ⅱ效真空度−0.085MPa,温度65℃,蒸发量1.1t/h;
Ⅰ效真空度−0.055MPa,温度90℃,蒸发量1.4t/h;
总蒸发量2.5t/h,可把进料浓缩至NaCl饱和而KCl仍不饱和。
4.结晶:Ⅰ效浓缩液直接进入Oslo型结晶器,维持100r/min的搅拌,停留1.5h,NaCl晶体粒度0.4~0.8mm。
5.离心分离:双级推料离心机把晶浆脱水到含水≤5%,母液返回Ⅱ效继续蒸发。
6.KCl段:NaCl母液冷却到25℃,KCl结晶析出,经另一台离心机出料,纯度≥95%。
7.冷凝水:2.3t/h,COD<20mg/L,可直接回用或排放。
二、氯化钾、氯化钠双效蒸发结晶设备关键设备参数
1.双效蒸发器:外置强制循环,Ⅰ效换热面积55m²,Ⅱ效45m²;加热管25mm×2mm×6000mm,材质2205;循环泵流量400m³/h,扬程6m,功率22kW。
2.结晶器:Oslo型,有效容积3m³,内置导流筒φ600mm,顶部两级惯性除沫,防止夹带。
3.离心机:卧式推料,筛网间隙0.2mm,电机18.5kW,变频调速,与液位连锁。
4.真空系统:水环真空泵7.5kW,工作液循环冷却,极限真空−0.092MPa。
5.生蒸汽:0.3MPa饱和蒸汽,正常耗量0.9t/h;开机或低负荷时补汽阀自动调节。
三、双效蒸发结晶设备自控方案
1.温度:PID控制Ⅰ效/Ⅱ效蒸汽调节阀,精度±1℃。
2.液位:蒸发室磁翻板+差压变送器,双重连锁循环泵启停。
3.浓度:在线电导仪,当NaCl母液密度>1.20g/cm³时自动切晶浆出料。
4.能耗优化:在进料波动±20%时,系统通过调节蒸汽量、真空度,使蒸发量同步变化,确保出盐稳定。
5.安全:各效设爆破片+真空破坏阀,超压时2s内泄压;设备区配VOC探头,报警值50ppm。
四、氯化钾、氯化钠双效蒸发结晶设备能耗指标
1.生蒸汽:0.72t/t水蒸发;
2.电耗:总装机65kW,实际运行0.09kWh/kg盐;
3.冷却水:30m³/h,温差6℃;
4.运行成本(蒸汽+电+水+人工+维护):≈65元/吨水蒸发。
五、双效蒸发结晶设备布置与安装
1.占地:蒸发框架8m×7m×12m(两层),结晶离心布置在10m×8m单层厂房;总占地150m²。
2.荷载:蒸发器操作重18t,框架按4kN/m²设计;离心机基础独立防震。
3.防腐:与料液接触的全部管道2205,阀门衬FEP;保温采用100mm岩棉+0.5mm铝皮,表面温度≤40℃。
4.检修:结晶器顶部设1t电动葫芦,蒸发器预留0.8m管程抽芯空间;真空泵双泵并联,可在线切换。
六、双效蒸发结晶设备调试与运行注意点
1.首次投料前,用2%稀盐酸循环4h,去除焊渣及铁锈。
2.开车72h内,密切观察Ⅰ效沸点升高值,若>6℃说明已形成NaCl结疤,立即切换备用管程并清洗。
3.离心机筛网每8h反冲一次,避免细晶堵塞;每季度整体拆检。
4.冬季停机时,用30%乙二醇溶液置换系统,防止冻裂。
5.建立“盐平衡”台账:每日记录进料、出盐、母液返回量,发现偏差>5%及时调整。
通过上述配置,装置可年运行8000h,产出工业级NaCl1.0万t/a、KCl0.3万t/a,两种盐均符合GB/T54622015和GB/T65492011Ⅰ类合格品指标,实现高值化利用。