每小時處理量1.25t的NaClKCl雙效蒸發結晶裝置,通常以“進料4~5m3/h、KCl≈15%、NaCl≈4%”的混合母液為基準,采用“強制循環+逆流雙效+離心分鹽”的典型流程,可一次性把兩種鹽分別提至工業級純度。下面按“工藝—設備—自控—能耗—布置—調試要點”六個方面逐條說明。
一、氯化鉀、氯化鈉雙效蒸發結晶設備工藝路線
1.預處理:來液先經過兩級過濾(100μm籃式+0.5μm袋式),硬度軟化到≤50mg/L,防止加熱管結垢。
2.預熱:利用末效二次蒸汽把原液從25℃預熱到65℃,降低生蒸汽消耗。
3.雙效蒸發(逆流):
Ⅱ效真空度?0.085MPa,溫度65℃,蒸發量1.1t/h;
Ⅰ效真空度?0.055MPa,溫度90℃,蒸發量1.4t/h;
總蒸發量2.5t/h,可把進料濃縮至NaCl飽和而KCl仍不飽和。
4.結晶:Ⅰ效濃縮液直接進入Oslo型結晶器,維持100r/min的攪拌,停留1.5h,NaCl晶體粒度0.4~0.8mm。
5.離心分離:雙級推料離心機把晶漿脫水到含水≤5%,母液返回Ⅱ效繼續蒸發。
6.KCl段:NaCl母液冷卻到25℃,KCl結晶析出,經另一臺離心機出料,純度≥95%。
7.冷凝水:2.3t/h,COD<20mg/L,可直接回用或排放。
二、氯化鉀、氯化鈉雙效蒸發結晶設備關鍵設備參數
1.雙效蒸發器:外置強制循環,Ⅰ效換熱面積55m2,Ⅱ效45m2;加熱管25mm×2mm×6000mm,材質2205;循環泵流量400m3/h,揚程6m,功率22kW。
2.結晶器:Oslo型,有效容積3m3,內置導流筒φ600mm,頂部兩級慣性除沫,防止夾帶。
3.離心機:臥式推料,篩網間隙0.2mm,電機18.5kW,變頻調速,與液位連鎖。
4.真空系統:水環真空泵7.5kW,工作液循環冷卻,極限真空?0.092MPa。
5.生蒸汽:0.3MPa飽和蒸汽,正常耗量0.9t/h;開機或低負荷時補汽閥自動調節。
三、雙效蒸發結晶設備自控方案
1.溫度:PID控制Ⅰ效/Ⅱ效蒸汽調節閥,精度±1℃。
2.液位:蒸發室磁翻板+差壓變送器,雙重連鎖循環泵啟停。
3.濃度:在線電導儀,當NaCl母液密度>1.20g/cm3時自動切晶漿出料。
4.能耗優化:在進料波動±20%時,系統通過調節蒸汽量、真空度,使蒸發量同步變化,確保出鹽穩定。
5.安全:各效設爆破片+真空破壞閥,超壓時2s內泄壓;設備區配VOC探頭,報警值50ppm。
四、氯化鉀、氯化鈉雙效蒸發結晶設備能耗指標
1.生蒸汽:0.72t/t水蒸發;
2.電耗:總裝機65kW,實際運行0.09kWh/kg鹽;
3.冷卻水:30m3/h,溫差6℃;
4.運行成本(蒸汽+電+水+人工+維護):≈65元/噸水蒸發。
五、雙效蒸發結晶設備布置與安裝
1.占地:蒸發框架8m×7m×12m(兩層),結晶離心布置在10m×8m單層廠房;總占地150m2。
2.荷載:蒸發器操作重18t,框架按4kN/m2設計;離心機基礎獨立防震。
3.防腐:與料液接觸的全部管道2205,閥門襯FEP;保溫采用100mm巖棉+0.5mm鋁皮,表面溫度≤40℃。
4.檢修:結晶器頂部設1t電動葫蘆,蒸發器預留0.8m管程抽芯空間;真空泵雙泵并聯,可在線切換。
六、雙效蒸發結晶設備調試與運行注意點
1.首次投料前,用2%稀鹽酸循環4h,去除焊渣及鐵銹。
2.開車72h內,密切觀察Ⅰ效沸點升高值,若>6℃說明已形成NaCl結疤,立即切換備用管程并清洗。
3.離心機篩網每8h反沖一次,避免細晶堵塞;每季度整體拆檢。
4.冬季停機時,用30%乙二醇溶液置換系統,防止凍裂。
5.建立“鹽平衡”臺賬:每日記錄進料、出鹽、母液返回量,發現偏差>5%及時調整。
通過上述配置,裝置可年運行8000h,產出工業級NaCl1.0萬t/a、KCl0.3萬t/a,兩種鹽均符合GB/T54622015和GB/T65492011Ⅰ類合格品指標,實現高值化利用。