针对200吨/天(200t/d)含氯化钠和氯化铵的废水进行三效蒸发结晶处理,核心是分盐结晶,即通过控制温度和浓度,实现氯化钠和氯化铵的快速分离与回收。以下是系统化的技术方案:
一、工艺路线选择:热法分盐+三效顺流蒸发结晶
1.预处理(脱氨)
目的:去除NH₃,防止后续腐蚀和氨夹带。
设备:脱氨塔,蒸汽直接加热至100–115℃,蒸出氨气冷凝回收。
2.顺流三效强制循环蒸发结晶系统
效次 | 功能 | 温度范围 | 浓度控制 | 结晶产物 |
一效 | 蒸发浓缩 | 95–125℃ | 35–44% | 氯化钠结晶 |
二效 | 蒸发结晶 | 85–110℃ | 37–46% | 氯化钠继续析出 |
三效 | 冷却结晶 | 35–60℃ | 过饱和 | 氯化铵结晶 |
一效/二效:氯化钠溶解度随温度变化不大,优先析出。
三效:低温冷却结晶,氯化铵析出(溶解度随温度变化大)。
3.固液分离与干燥
设备:稠厚器+离心机+干燥机(双级)
产物:
氯化钠:工业级(≥99%)
氯化铵:农用/工业级(≥96%)
二、三效蒸发结晶设备系统主要参数(基于200t/d设计)
1.进料量:200t/d(约8333kg/h)
2.进料浓度:NaCl~8%,NH₄Cl~17%(参考典型母液)
3.蒸汽消耗:约6500kg/h(0.5MPa饱和蒸汽)
4.冷却水消耗:约150m³/h(循环水,ΔT=10℃)
5.电力消耗:约110kW(含循环泵、真空泵、离心机等)
6.真空度:三效:0.085to0.09MPa
7.材质选择:加热器:TA2钛材或2205双相钢(耐氯腐蚀)
三、氯化钠、氯化铵三效蒸发结晶设备配置建议
设备名称 | 规格建议 | 备注 |
脱氨塔 | φ800×8000,填料塔 | 蒸汽直接加热 |
一效蒸发器 | 强制循环,F=120m² | 加热室TA2,蒸发室316L |
二效蒸发器 | 强制循环,F=100m² | 同上 |
三效结晶器 | 冷却结晶罐,V=15m³ | 带搅拌+夹套冷却 |
离心机 | 双级推料离心机 | 氯化钠/氯化铵各一台 |
干燥机 | 气流干燥机 | 出料含水率≤0.5% |
真空系统 | 水环真空泵+蒸汽喷射泵 | 维持系统真空 |
四、氯化钠、氯化铵三效蒸发结晶设备节能与自动化建议
1.热泵压缩:可将一效部分二次蒸汽压缩回用,节能15–20%。
2.冷凝水回收:一效冷凝水温度高,可用于预热进料。
3.DCS控制:实现进料、出料、温度、真空度、液位全自动控制。
五、经济性估算(粗略)
1.总投资:约800–1000万元(含设备、安装、自控)
2.年运行成本:约200–250万元(蒸汽、电、人工)
3.回收盐价值:NaCl:约1.5万元/天,NH₄Cl:约3万元/天(按市场价)
4.投资回收期:约1–1.5年(视盐价与运行效率)
六、结论与建议
1.工艺可靠:三效顺流+分盐结晶已在联碱、化肥、环保行业广泛应用。
2.适合高盐废水中盐资源化:尤其适用于NaCl/NH₄Cl体系。
3.推荐采用强制循环蒸发器,避免结晶堵塞,提升传热效率。
4.建议先做中试(10–20L/h规模),验证母液组成对结晶行为的影响。