針對處理量6.5t/h(6500kg/h)的氯化鈉三效蒸發(fā)結(jié)晶器,結(jié)合當(dāng)前工業(yè)實(shí)踐和文獻(xiàn)資料,以下是系統(tǒng)性的技術(shù)解析和推薦設(shè)計(jì):
1.工藝路線選擇
強(qiáng)制循環(huán)+外加熱式結(jié)晶器:氯化鈉溶液易結(jié)垢,強(qiáng)制循環(huán)(流速≥2m/s)可防止晶體沉積,外加熱室便于清洗維護(hù)。
順流混流結(jié)合:前兩效順流降低泵送能耗,第三效混流(逆流加料)提高結(jié)晶效率,適合高濃度出料。
2.關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)
參數(shù) | 數(shù)值 | 備注 |
總蒸發(fā)量 | 6500kg/h | 匹配處理量需求 |
蒸汽耗量 | 1820kg/h(0.28t汽/t水) | 三效帶熱泵,0.3MPa飽和蒸汽 |
冷卻水循環(huán)量 | 52m3/h(ΔT=20℃) | 逆流冷卻塔,進(jìn)水≤32℃ |
蒸發(fā)溫度梯度 | Ⅰ效:90℃→Ⅱ效:75℃→Ⅲ效:55℃ | 真空度逐級降低(0.06→0.08MPa) |
出料濃度 | 氯化鈉飽和(~26%wt) | 結(jié)晶器溫度≥45℃防堵 |
3.設(shè)備選型與材質(zhì)
蒸發(fā)器形式:第三效采用奧斯陸(OSLO)結(jié)晶器,晶體粒度可控(0.51.2mm),分離效率≥95%。
材質(zhì):加熱管選用2205雙相鋼(耐氯離子腐蝕),殼體316L,管道襯氟防沖刷。
防垢設(shè)計(jì):在線清洗系統(tǒng)(CIP),每效設(shè)清洗噴頭,周期≥7天。
4.能耗優(yōu)化措施
蒸汽噴射熱泵:將第三效二次蒸汽增壓后回用至Ⅰ效,節(jié)能1520%。
冷凝水余熱回收:預(yù)熱進(jìn)料至5060℃,降低蒸汽消耗。
變頻控制:循環(huán)泵、真空泵根據(jù)蒸發(fā)量動態(tài)調(diào)節(jié),電耗降低10%。
5.控制系統(tǒng)
全自動PLC+DCS:實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度、壓力、液位,自動調(diào)節(jié)進(jìn)料量與出料濃度。
在線檢測:電導(dǎo)儀監(jiān)控出料濃度,離心機(jī)扭矩反饋調(diào)節(jié)晶漿泵轉(zhuǎn)速。
6.實(shí)際案例參考
某化工集團(tuán)6t/h氯化鈉三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(2023年投運(yùn)):
配置:三效強(qiáng)制循環(huán)+OSLO結(jié)晶器,總蒸發(fā)量6000kg/h。
運(yùn)行數(shù)據(jù):蒸汽耗量0.29t汽/t水,電耗12kWh/t水,年運(yùn)行8000小時(shí)無大修。
7.總結(jié)建議
定制化設(shè)計(jì):需明確進(jìn)料氯化鈉濃度(如510%)及雜質(zhì)成分(如鈣鎂離子需預(yù)處理軟化)。
投資與運(yùn)行成本:設(shè)備造價(jià)約150200萬元(碳鋼防腐),304不銹鋼需上浮2030%,蒸汽成本占運(yùn)行費(fèi)用60%以上。
如需進(jìn)一步方案(流程圖、設(shè)備清單或能耗模擬),可提供具體工況參數(shù)細(xì)化設(shè)計(jì)。