針對300噸/天(12.5噸/小時)氯化鈉+甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的處理需求,以下是一套工藝設計概要,兼顧兩種鹽類的結晶特性(NaCl溶解度對溫度不敏感,甲酸鈉溶解度隨溫度變化較大),并參考工業(yè)成熟案例:
一、三效蒸發(fā)結晶器系統(tǒng)設計參數(shù)
1.處理量:12.5t/h(300t/d)
2.進料組成:NaCl~1215%,甲酸鈉~810%,COD<5000mg/L
3.出料目:NaCl≥98.5%(工業(yè)鹽),甲酸鈉≥96%(副產(chǎn))
4.蒸發(fā)總量:~11t/h(考慮母液回流)
5.蒸汽耗量:~3.1t/h(三效+熱泵,0.28t蒸汽/t水)
6.冷卻水循環(huán)量:~90m3/h(進水32℃,出水40℃)
7.工藝流程設計(順流+冷卻結晶耦合)
二、處理量300t/d氯化鈉、甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶器
1.預熱階段:原料液經(jīng)冷凝水預熱至75℃。
2.三效蒸發(fā)濃縮
Ⅰ效:降膜蒸發(fā)器,溫度90℃,濃縮至NaCl近飽和(~26%)。
Ⅱ效:強制循環(huán)蒸發(fā)器,溫度75℃,甲酸鈉開始過飽和。
Ⅲ效:結晶蒸發(fā)器,溫度55℃,NaCl大量析出,甲酸鈉富集于母液。
3.冷卻結晶(甲酸鈉段):Ⅲ效母液進入冷卻結晶器(2025℃),析出甲酸鈉晶體,離心分離。
4.固液分離
NaCl晶漿→離心機→干燥→包裝。
甲酸鈉晶漿→獨立離心系統(tǒng)→干燥。
5.母液處理:部分母液回流至Ⅲ效,富集雜質后外排至雜鹽干化系統(tǒng)。
三、氯化鈉、甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶器關鍵設備選型
設備名稱 | 規(guī)格/材質 | 備注 |
Ⅰ效降膜蒸發(fā)器 | 換熱面積~150m2,316L+TA2復合管 | 抗NaCl腐蝕 |
Ⅱ/Ⅲ效強制循環(huán)器 | 循環(huán)流量~800m3/h,2205雙相鋼 | 防甲酸鈉結垢 |
冷卻結晶器 | 50m3DTB型,帶攪拌 | 甲酸鈉低溫結晶 |
離心機 | 臥式螺旋,316L | 雙系統(tǒng)(NaCl/甲酸鈉) |
母液槽 | 帶保溫,防止甲酸鈉低溫析出 | 回流比控制30-50% |
四、氯化鈉、甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶器技術難點與對策
1.甲酸鈉結垢:強制循環(huán)+在線清洗(CIP)系統(tǒng),每8h沖洗一次。
2.COD夾帶:蒸發(fā)前增加活性炭吸附或臭氧氧化降低有機物。
3.鹽純度:離心后NaCl采用飽和鹽水洗滌,甲酸鈉用甲醇淋洗去有機雜質(參考精細化工案例)。
五、氯化鈉、甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶器能耗與經(jīng)濟性
蒸汽成本:年耗~27,000噸(按8000h/a),約200萬元(蒸汽價200元/噸)。
電耗:~110kW(循環(huán)泵+真空泵),年電費約60萬元。
鹽回收收益:NaCl300t/d×98%×500元/t=14.7萬元/天,甲酸鈉副產(chǎn)品另計。
六、氯化鈉、甲酸鈉三效蒸發(fā)結晶器推薦配置方案
工藝包:順流三效+DTB冷卻結晶(甲酸鈉段)。
自控系統(tǒng):DCS控制,關鍵參數(shù)(密度、液位、真空度)在線監(jiān)測。
撬裝化:蒸發(fā)段與結晶段分模塊設計,縮短安裝周期。
如需進一步模擬計算(如AspenPlus物料平衡圖)或設備布置圖,可提供具體水質報告深化設計。