一、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶器設計參數(shù)
1.處理量:10T/H。
2.蒸發(fā)量:約9.5T/H。
3.蒸發(fā)溫度:通??刂圃?0℃左右。
4.沸點升高:一般控制在47℃。
5.進料濃度:根據(jù)具體工況,一般為一定濃度的硫酸鈉溶液。
6.出料濃度:達到硫酸鈉的飽和濃度,可析出晶體。
二、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶器工藝流程
1.預熱階段:原液通過進料泵進入蒸餾水預熱器和不凝氣預熱器進行預熱,利用系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的高溫冷凝水及不凝氣的余熱,使原液溫度升高至85~90℃。
2.蒸發(fā)濃縮階段:
預熱后的物料進入強制加熱器內(nèi),與管外加熱蒸汽換熱,使原料升溫至95~100℃。
升溫后的物料在分離器進行閃蒸蒸發(fā),蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣夾帶部分液滴經(jīng)過旋流除霧器分離形成二次蒸汽。
二次蒸汽經(jīng)壓縮機升溫后與蒸發(fā)器內(nèi)物料換熱,使蒸發(fā)器內(nèi)物料持續(xù)蒸發(fā)。
3.結(jié)晶分離階段:
原料經(jīng)降膜蒸發(fā)和強制循環(huán)蒸發(fā)被不斷蒸發(fā)濃縮至鹽分飽和,將濃縮后的料液排出蒸發(fā)系統(tǒng),進入硫酸鈉稠厚器內(nèi)。
硫酸鈉結(jié)晶鹽在稠厚器下部沉積,下料至離心機內(nèi)進行固液分離。
4.母液回流階段:
硫酸鈉離心母液部分返回強制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng),部分輸至氯化鈉單效蒸發(fā)系統(tǒng)。
在氯化鈉單效蒸發(fā)系統(tǒng)中,抽真空以維持蒸發(fā)溫度40~50℃,低溫蒸發(fā)結(jié)晶氯化鈉。
氯化鈉經(jīng)離心分離后,離心母液返回硫酸鈉蒸發(fā)系統(tǒng),高溫蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鈉。
5.冷凝水回收:二次蒸汽放出潛熱形成冷凝水,冷凝水經(jīng)匯集后進入換熱器與原水換熱,利用其余熱后排出系統(tǒng)進行回用。
三、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶器材料選型
加熱器材質(zhì):
一效加熱器:可選擇能夠耐高溫的材質(zhì),如石墨加熱器或特殊合金鋼。
二效和三效加熱器:通常采用列管式加熱器,材質(zhì)上可選擇抗腐蝕性能更強的雙相不銹鋼或鈦合金。
蒸發(fā)器材質(zhì):蒸發(fā)器主體通常采用316L不銹鋼材料,對于含有微量氯離子或其他雜質(zhì)的硫酸鈉溶液,可考慮使用更高級別的材質(zhì),如2205雙相不銹鋼或鈦合金。
預熱器材質(zhì):列管式預熱器通常采用雙相不銹鋼作為管程及管板材質(zhì),殼程則可以選擇304不銹鋼或更高級別的材質(zhì)。
泵類設備材質(zhì):進料泵、循環(huán)泵等泵類設備可選擇氟塑料泵,具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐磨損性能。
其他部件材質(zhì):冷凝器、稠厚器、離心機等部件可采用與蒸發(fā)器相似的材質(zhì),如316L不銹鋼或更高級別的材質(zhì)。