针对300吨/天(12.5吨/小时)氯化钠+甲酸钠三效蒸发结晶系统的处理需求,以下是一套工艺设计概要,兼顾两种盐类的结晶特性(NaCl溶解度对温度不敏感,甲酸钠溶解度随温度变化较大),并参考工业成熟案例:
一、三效蒸发结晶器系统设计参数
1.处理量:12.5t/h(300t/d)
2.进料组成:NaCl~1215%,甲酸钠~810%,COD<5000mg/L
3.出料目:NaCl≥98.5%(工业盐),甲酸钠≥96%(副产)
4.蒸发总量:~11t/h(考虑母液回流)
5.蒸汽耗量:~3.1t/h(三效+热泵,0.28t蒸汽/t水)
6.冷却水循环量:~90m³/h(进水32℃,出水40℃)
7.工艺流程设计(顺流+冷却结晶耦合)
二、处理量300t/d氯化钠、甲酸钠三效蒸发结晶器
1.预热阶段:原料液经冷凝水预热至75℃。
2.三效蒸发浓缩
Ⅰ效:降膜蒸发器,温度90℃,浓缩至NaCl近饱和(~26%)。
Ⅱ效:强制循环蒸发器,温度75℃,甲酸钠开始过饱和。
Ⅲ效:结晶蒸发器,温度55℃,NaCl大量析出,甲酸钠富集于母液。
3.冷却结晶(甲酸钠段):Ⅲ效母液进入冷却结晶器(2025℃),析出甲酸钠晶体,离心分离。
4.固液分离
NaCl晶浆→离心机→干燥→包装。
甲酸钠晶浆→独立离心系统→干燥。
5.母液处理:部分母液回流至Ⅲ效,富集杂质后外排至杂盐干化系统。
三、氯化钠、甲酸钠三效蒸发结晶器关键设备选型
设备名称 | 规格/材质 | 备注 |
Ⅰ效降膜蒸发器 | 换热面积~150m²,316L+TA2复合管 | 抗NaCl腐蚀 |
Ⅱ/Ⅲ效强制循环器 | 循环流量~800m³/h,2205双相钢 | 防甲酸钠结垢 |
冷却结晶器 | 50m³DTB型,带搅拌 | 甲酸钠低温结晶 |
离心机 | 卧式螺旋,316L | 双系统(NaCl/甲酸钠) |
母液槽 | 带保温,防止甲酸钠低温析出 | 回流比控制30-50% |
四、氯化钠、甲酸钠三效蒸发结晶器技术难点与对策
1.甲酸钠结垢:强制循环+在线清洗(CIP)系统,每8h冲洗一次。
2.COD夹带:蒸发前增加活性炭吸附或臭氧氧化降低有机物。
3.盐纯度:离心后NaCl采用饱和盐水洗涤,甲酸钠用甲醇淋洗去有机杂质(参考精细化工案例)。
五、氯化钠、甲酸钠三效蒸发结晶器能耗与经济性
蒸汽成本:年耗~27,000吨(按8000h/a),约200万元(蒸汽价200元/吨)。
电耗:~110kW(循环泵+真空泵),年电费约60万元。
盐回收收益:NaCl300t/d×98%×500元/t=14.7万元/天,甲酸钠副产品另计。
六、氯化钠、甲酸钠三效蒸发结晶器推荐配置方案
工艺包:顺流三效+DTB冷却结晶(甲酸钠段)。
自控系统:DCS控制,关键参数(密度、液位、真空度)在线监测。
撬装化:蒸发段与结晶段分模块设计,缩短安装周期。
如需进一步模拟计算(如AspenPlus物料平衡图)或设备布置图,可提供具体水质报告深化设计。