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应用MVR蒸发的盐硝联产工艺

2014-12-08 23:35阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1283700381


文/张海春
在一些湿法冶炼行业及某些煤化、制药企业，会产生大量同时含有氯化钠、硫酸钠组分的综合废水。通常采取三种处理工艺：
一、直接蒸发结晶得混盐
二、冷冻脱硝得芒硝后母液蒸发结晶得氯化钠
三、盐硝联产，高温蒸发得硫酸钠，母液低温蒸发得氯化钠。
第一种工艺简单，但仅得到混盐，经济价值不高。第二种工艺相对简单，能得到较高纯度的芒硝，但储存与运输不方便，由于大量的低温母液循环，系统能耗较高且同时需要蒸发及冷冻设备。第三种两段均为蒸发过程，能得到较高纯度的无水硫酸钠和氯化钠，总体能耗虽然较第一种高，但是能够得到较为纯净的氯化钠和硫酸钠产品，随着近年国内MVR蒸发器市场的成熟，第三种工艺的综合优势正不断显现。
本文以日处理量50m³/d的含氯化钠硫酸钠废水为例，介绍利用MVR与真空蒸发器配合进行盐硝分离的工艺过程与设备选型说明。
1系统总述
来料名称
 含盐废水
TD>
来料量
 2.5t/h (50m³/d)
来料成分
 Na2SO4 150g/L(12%)
NaCl 120g/h(10%)
 蒸发量
 1.95t/h
来料温度
 30℃计
 结晶产量
 Na2SO4 0.3t/h
NaCl 0.25t/h
2 公用工程一览
名称
 性 能
 参 数
 备注
低压饱和蒸汽
 耗量（t/h）
 0.6
压力（MPa）
 >0.1
循环
冷却水
 耗量（t/h）
 40
供水温度（℃）
 32
回水温度（℃）
 37
电源
 电压范围（三相）（V）频率（Hz）
 380v
装机功率（kW）
 198kW
 运行功率148kW
3工艺过程


物料流向：原料液经板式预热器与蒸发冷凝水换热红后送入MVR蒸发结晶器（硝蒸发器）进行高温蒸发（90~100℃）可析出硫酸钠晶体。MVR蒸发器内晶浆经稠厚器器增稠缓冲后送离心机进行过滤，可得硫酸钠固体。过滤后母液送入单效真空蒸发器，在真空低温（50~60℃）情况下（盐蒸发器）进行蒸发结晶可析出氯化钠晶体。真空蒸发器内晶浆经稠厚器器增稠缓冲后送离心机进行过滤，可得氯化钠固体。过滤后母液送前级MVR蒸发结晶器继续蒸发，系统母液形成闭路循环。
蒸汽及冷凝水流向：MVR蒸发器 蒸发出的二次蒸汽经过压缩机进行压缩后送本级加热室壳程做为热源对进料进行加热，同时自身冷凝为水，经冷凝水罐缓存后对进料进行预热。MVR蒸发器欠缺的热量由生蒸汽进行补充。
真空蒸发器以生蒸汽做为热源，送入蒸发器壳程，冷凝水去MVR冷凝水罐混合。真空蒸发器蒸发出的二次蒸汽经过表面冷凝器冷凝后回收利用。
4 选型说明
1) 为了能够将原料液中的氯化钠和硫酸钠进行分离，需要对原料进行高低温两段蒸发。其中高温蒸发段采用ＭＶＲ蒸发工艺，产品为硫酸钠。低温蒸发段采用单效真空真空蒸发，产品是氯化钠。
2) ＭＶＲ蒸发段为蒸发结晶过程，采用强制循环型ＤＴＢ蒸发结晶器。能快速消除溶液过饱和度，降低局部爆发成核的几率，避免换热管内物料结壁，延长设备清洗周期。ＤＴＢ结晶器可较方便排出内部清液，从而快速调整固液比。
3) 由于蒸发量不大　，ＭＶＲ蒸发器压缩机形式选用罗茨式，具有造价低、占地小的优点。
4) 真空蒸发器采用中央循环管蒸发器，无需循环泵，无需循环管道，具有占地面积小，安装方便、无动力消耗等诸多优点，被广泛应用于小蒸发量场合。
5) 本系统因为将氯化钠硫酸钠分离，需要大量的母液在高低温蒸发段进行循环，从而消耗大量的蒸汽。本系统蒸发量1.96t/h,电耗148kW,蒸汽消耗0.6t/h。
5配置一览
序号
 货物名称
 规格、型号
 数量
 备注
1
原液罐
 30m³
 2台
2
冷凝水预热器
 20㎡
 1台
 TA2板式
3
硝加热器
 110㎡×2
 1台
 管程2205，壳程316L
4
硝结晶器
 Φ1600×4500
 1台
 2205，DTB
5
硝稠厚器
 3m³/h
 1台
 316L，1.5kW
6
硝母液槽
 3m³/h
 1台
 316L，2.2kW
7
硝冷凝水罐
 2m³
 1台
 304
8
压缩机
 Φ250，Δt=16℃
轴功95kW
 1台
 罗茨，配电机132kW
9
硝循环泵
 Q=1300m³/h
H=3.5m
 1台
 2205，30kW
10
硝进料泵
 Q=8m³/h,H=25m
 1台
 HJ,316L,3kW
11
硝出料泵
 Q=5m³/h，H=15m
 1台
 HJK,316L,变频2.2kW
12
硝母液泵
 Q=5m³/h，H=15m
 1台
 HJ,316L，2.2kW
13
硝冷凝水泵
 Q=2m³/h，H=25m
 1台
 HJ,304，1.1kW
14
盐蒸发器
 10㎡
Φ1000×6500
 1台
 管程碳钢，壳程2205
15
盐稠厚器
 3m³/h
 1台
 316L，1.5kW
16
盐母液罐
 3m³/h
 1台
 316L，2.2kW
17
表面冷凝器
 50㎡
 1台
 304
18
盐冷凝水罐
 2m³
 1台
 304
19
盐出料泵
 Q=4.5m³/h，H=25m
 1台
 HJK,316L,变频2.2kW
20
盐母液泵
 Q=4.5m³/h，H=25m
 1台
 HJ,316L，2.2kW
21
盐冷凝水泵
 Q=2m³/h，H=25m
 1台
 HJ,304，1.1kW
22
仪表、自控
 现场压力表4台
隔膜耐震压力表7台
温度变送器6台
双法兰液位计4台
单法兰液位计2台
玻璃管液位计2台
PLC控制柜1台
电动调节阀7台
电磁流量计3台
变频器1.1kW×2台
工控机×1套
 1套
23
循环管道
 Φ450×5000
波纹管×2
 1套
 2205
24
二次汽管道
Φ300×16000
波纹管×2
 1套
 316L
25
离心机
 LLW 320
 2台
 316L,7.5kW
26
配电
 变频器45kW×1
配电柜×1
 1套
27
施工
1套
28
钢结构
 5m×10m×2层
 1套
29
管阀件、线缆、桥架
1套


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