氯化钠蒸发结晶器Word文档格式.docx
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锅炉蒸汽（生蒸汽）通入首效（I效）蒸发器的加热室，通过加热管与卤水进行热交换。
加热蒸汽释放热量被冷凝为液态水，山加热室下部排出，返回锅炉。
蒸发器内的卤水则在加热室被加热至过热状态后进入蒸发室。
过热的卤水在蒸发室内急剧沸腾汽化。
卤水部分汽化，产生的蒸汽称作“二次蒸汽”，引入II效蒸发器的加热室，作为热源使II效蒸发器内的卤水被加热，部分汽化，产生II效“二次蒸汽”，用作III效的热源，依次类推直至末效蒸发器。
末效二次蒸汽则有真空系统引出。
按卤水加料方式不同，常见的多效蒸发操作流程有以下儿种：
1）并流（顺流）加料法
二次蒸汽二次蒸汽二次蒸汽二次蒸汽
冷擬水冷凝水冷凝水冷凝水
图3・14并流加料的四效蒸发装置流程示意图
并流（顺流）加料蒸发流程的原料液与蒸汽的流向相同，都山笫一效顺序流至末效。
原料液进入笫一效，浓缩后排入第二效，依次流过后面各效，被不断浓缩。
完成液由末效取出。
并流加料的四效蒸发装置流程见图3-14o
当蒸发过程中有晶体析出时，根据具体情况，晶体可与料液一起输送流动,
依次进入后面各效，也可以在每一效蒸发室底部设置排盐脚，分效排出。
并流加料法的优点为：
山于后效蒸发室的圧强比前效低，料液在效间输送可利用效间压差，不必另外用泵。
此外，山于后效料液的沸点较前效为低故前效料液进入后效时，会因过热而自动蒸发（自蒸发或闪发），因而可以多产生一部分二次蒸汽。
并流加料的缺点为：
山于后效料液的浓度较前效高，温度乂较低，所以沿料液流动方向的浓度、黏度等物性参数逐渐增高，致使传热系数逐渐降低。
这种情况在后二效中尤为明显。
盐硝联产法生产真空盐装置即采用顺流加料，分效排盐流程。
2）逆流加料法
图3・15为四效逆流加料流程。
原料液有末效进入，用泵依次输送至前效，完成液山笫一效取出。
加热蒸汽的流向仍是山首效依次流向末效。
因蒸汽和料液流动方向相反，故称为逆流加料法。
逆流加料法蒸发流程的主要优点是溶液的浓度沿流动方向不断提高，同时温度也逐渐上升，因此各效溶液的粘度较为接近，使各效传热系数差异减小。
缺点是各效间料液需用泵输送，能量消耗较大。
且因各效进料温度均低于沸点，与并流加料法相比，产生的二次蒸汽量较小。
3）平流加料法
图3・16平流加料的四效蒸发装置流程示意图
平流加料法多效蒸发流程如图3-16所示。
原料液分别加入各效中，完成液也分别自各效取出。
蒸汽的流向仍是山第一效流至末效。
此种流程适用于处理蒸发过程中有结晶析出的溶液，可避免夹带晶体的料液在效间输送。
4）错流加料法
多效蒸发装置除以上儿种流程外，生产中还可以根据具体情况采用上述三种流程中的两种或三种相结合的流程。
如平流与逆流结合，顺流与逆流结合等。
这种混合型流程也称作错流加料法流程。
一、多效蒸发的计算
在多效蒸发计算中，一般来说，已知条件是：
原料液的流量、浓度和温度；
加热蒸汽的压强；
冷凝器的真空度；
完成液的浓度等。
需要求算的项U是：
生蒸汽的消耗量；
各效的蒸发量；
各效的传热面积。
有时需求算各效浓缩率。
解决上述问题的方法是采用蒸发系统的物料衡算、热量衡算和传热速率方程式。
建立多元方程组求解。
多效蒸发系统中，效数越多，变量（未知数）的数目也就越多。
若将描述多效蒸发过程的方程组，用手算联立求解则是很繁琐和困难的。
为此，经常先作一些合理的简化和假定，然后进行讣算。
1.确定蒸发工艺流程
以较为简单的四效平流加料、分效排出、各效冷凝水作本效预热蒸发流程为例。
其工艺流程见图3-17。
图3・17四效平流加料、分效排出流程示意图
2.总物料衡算
首先，确定计算基准。
计算可以单位产品质量、单位原料质量、单位时间产品质量及单位时间原料质量等为计算基准。
原则上任意一种都可选用，而且可以互相换算。
山于蒸发系统计算需物料衡算与热量衡算结合进行，采用单位时间产量为计算基准较为方便。
1）每小时产盐量Go：
Gq=
（1）
式中：
Go—单位时间盐产量[kg/h]
G—年产量[kg/a]
Ttot—年工作小时数[h/a]
2）每小时耗卤量F（）,总蒸发水量W（）,母液量M：
通过物料衡算求得：
总物料衡算Fo=W（）+Go+M
（2）
对NaCl衡算F^xN0=G0-xs+M-xNm（3）
或皿“
对水衡算F•xHQ=W+M-xm式中：
Fo—耗卤量[kg/h]
Wo—总蒸发水量[kg/h]
M—母液量[kg/h]
xs—产品中NaCl含量[%]
X—溶液组成[kg/m*]或[%]下标：
N—表示NnCl含量
H—表示水的含量
0—表示原料
M-表示母液
例Xhm—母液中水的含量[kg/n?
]或[%]
3）蒸发系统蒸发水量W,干燥水分量Wd设离心机分离所得湿盐含水量为E[%]
山含湿量定义：
E=吧
得：
E
VVrf=—.Go（□）
l-E
W=%一叭（6）
Wo—总蒸发水量[kg/h]
Wd—干燥水分量[kg/h]
4）蒸发系统排出盐浆量J设：
盐浆股液比（吐）为0
&
=色（7）
Lm—NaCl结晶夹带母液量[kg/kg]
则：
4号（8）
蒸发系统排出盐浆J：
11n
J=G.+LVI=—GO（9）
3.系统工艺计算
采用物料衡算热量衡算结合的系统工艺汁算可确定蒸发系统各效、预热器、闪发器等设备的物料流量及热传递量。
1）设定操作条件：
（1）压差分配：
首先确定首效加热蒸汽压强P（）和末效二次蒸汽压强P4,然后进行圧差或温差分配。
制盐工业中常釆用压差分配对各效操作参数作初步配置，再通过各效有效温差调整。
压差分配常采用下列经验参数：
一效生蒸汽压强&
[MPa]根据实际情况选定。
P、=0.5仇
P2=0.5片=0.25出
P、=0.35巴=0.0875垃
P4=0.3出
P—各效二次蒸汽压强[MPa]
下标表示效数。
山于除了多组分卤水原料外，制盐生产蒸发系统中各效温差损失相差不大，在压差分配后，可根据各效间温差加以调整。
（2）温差损失
制盐蒸发器温差损失主要山料液沸点升造成，此外静压差、料液过热、管路阻力等也是造成温差损失的因素。
范例一：
环氧氯丙烷含盐废水处理生产规模及产品质量指标
1、生产规模：
进料流量：
40t/h
原液浓度温度：
40°
C
冷却水进口温度：
低于35°
蒸发结晶原理及设备选型
生产工艺流程图
原料
底流
四效强制循环蒸发结晶器
蒸发装置选型:
一.工艺流程简述：
条件：
需方的含盐废水含盐量为18%左右，水质澄清、透明。
通过废水蒸发器的浓缩，将其中的盐份结晶出来。
含盐的晶浆用离心机甩干，母液返回到蒸发器继续蒸发，盐返回氯碱工段。
二、方案:
主要设计过程:
计算：
生蒸汽压力0.6MPa（表压），一效加热室蒸汽温度为160°
C,
考虑回收H•油
四效工段总蒸水量为：
30000kg/ho
氯化钠
（100克水里达到饱和状态时所溶解的克数・）
60
70
80
90
100
35.7
35.8
36
36.3
36.6
37
37.3
37.8
3&
4
39
39.8
主要操作条件:
项目
I效
II效
III效
IV效
加热室温度（°
C）
160
133
110
有效温差
15
二次汽温度（°
50
各效蒸发量（kg/h）
75
500
蒸发而积（m2）
450
分离室尺寸（＜bXH）m
①3.0X6.5
03.8X6.5
<
P3.8X6.5
O3.8X7.5
生蒸汽耗量（t/h）
9
汽耗比（t汽/t水）
装机容量KW
400
冷却水消耗量（m3/h）
600
换热器的换热管直径综合考虑物料衡算和物料性能后确定直径为38mm,它既可以满足物料的顺利流通，乂可以避免物液积存后造成换热面结晶、结疤而无法脱落，有效地提高了传热系数，降低了清洗频率。
冷翩的订算
二次气的m为5『C,冷却水的进口温度32°
C,出口温度42°
C。
冷却水需要量：
L=600m/h
考虑富裕系数：
配置，冬季ISW扬程19.5米，流量600m3/h,55kw
夏季多开一个泵ISW200-250扬程20米，流量200m3/h,18.5kw
真空泵选择：
真空泵，抽气量640m3/h.
（2）机泵
方案中用到的机泵如表2-4所示。
表2-4机泵汇总表
序号
货物名称
功
电率
数量
流量
扬程
密度
材质
m3/h
m
1
蒸发器轴流泵
•1
3000
3.5
1.3
2
蒸发器进料泵
18.5
52
3
冷凝器上水泵
55
20
4
150
5
一效热水泵
12
6
真空泵
7
一效岀料泵
7.5
40
8
冷凝水泵
5.5
二效出料泵
11
30
32
1.3
10
三四效岀料泵
冷却系统泵
凉水塔水泵
13
母液泵
设备及控制仪表
采用：
强制循环蒸发器是依靠外加力一一循环泵使液体进行循环。
液
体在加热管内的循环流速在2.1米/秒，加热管是立式单程。
循环泵的扬
程要与循环系统的阻力匹配，一般是流量大扬程低。
轴流泵的结构：
HZW系列轴流泵是卧式、单级、单吸、轴流式，适合应用于大流量、低扬程的场合，特别适合用于制盐、制碱的强制循环系统之中。
▲叶轮：
叶轮叶片为开式，
▲叶轮螺母结构：
采用具有防松结构的叶轮螺母，增强泵的安全性。
▲轴封：
釆用双端面机械密封。
▲轴承：
采用径向及止推滚动轴承。
轴承的润滑方式为稀油润滑，轴承箱体带水（油）冷却，延长轴承使用寿命；
▲法兰：
法兰标准按照JB82-59；
设计压力1.OMpa；
泵体基体材质为铸铁铸造（设计压力：
l.OMPa）,使用寿命确保3年以上。
叶轮、轴套釆用316材质，叶轮的紧固形式釆用螺旋式紧固。
机械密封采用双端面机械密封（PLAN54），轴基体材质为40CrMoo
母液过饱和度的消失，需要一定的结晶表面。
固液比高，结晶表面积大，过饱和度消失将较完全。
这样不仅可使已有结晶长大，且可防止过饱和度积累，减少细晶出现，故应保持适当的固液比。
晶浆固液比可以通过调节循环量来实现，因此选择适宜的循环母液量，也就是选择合适的结晶循环泵至关重要。
出料处有大量晶体析出，很容易在输送时堵塞出料泵，因此，选择适宜的出料型式为重力利用设备高差自然出料。
其他:
蒸发器及挥发器采用液位自动控制，操作简单可靠运行稳定。
设备占地空间尺寸为长X宽X高：
30X8X16mo
设备表
规格、型号
备注
一效换热器
400m2
1台
加热管钛10,壳程Q345R
一效蒸发结晶器
2000x7000mm
316L不锈钢
二效换热器
加热管钛2,壳程316L
二效蒸发结晶器
2000X7000mm
三效换热器
加热管钛2,管壁厚2mm壳
程316L/Q345R
三效蒸发结晶器
四效换热器
450m2
加热管钛2,壳程
316L/Q345R
四效蒸发结晶器
3200X7000mm
冷凝器
300m2
2台
304不锈钢
碳钢
离心母液罐
8nf
聚丙
冷凝水罐
60m2
稠厚器
30m2
316L
离心机
LWL-450
14
3000m3/h
1M'
16
蒸发器转料泵
S7T
17
18
2fr
19
洗涤水泵
21
2f.'
控制
安装
合计
范例二：
纤维素含盐废水处理
纤维素废水脱盐处理工艺投入运行LT前在纤维素行业企业每生产一吨纤维素就要产生约5吨的含盐废水。
废水中含有高浓度的氯化钠并含有部分醇及纤维素。
如果不经过治理而直接排放大量污水渗入地下水层就会对地下水源造成严重的污染破坏生态环境、危害人类健康。
山于纤维素废水中的含盐量高很高采用生化处理、催化氧化等污水处理办法无法达到脱盐效果而膜过滤、离子交换等脱盐处理方法对含大量有机物、高浓度的盐水的脱盐效果和可操作性都很差釆取传统的釜式蒸发脱盐或单效蒸发器虽然可以通过蒸发将氯化钠结晶出来但操作费用太高、企业很难承受不具有推广价值。
因此纤维素废水处理的关键问题就是降低能耗、减少运行成本。
一、原料组成
化学组成
单位
指标
%
5-10
水
95
二、生产规模及产品质量指标
12.5t/h
30°
一.蒸发装置选型:
工艺流程简述：
需方的含盐废水含盐量为5%左右，水质澄清、透明。
通过废水蒸发器的浓缩，将其中的盐份结晶出来。
含盐的晶浆定期排出蒸发器至沉降槽，母液返回到稀溶液池继续蒸发，盐山人工定期清理
二、方案：
主要设计过程:
计算：
生蒸汽压力0.8MPa（表压），一效加热室蒸汽温度为180°
C,总蒸水量为：
14250kg/ho
J欠气3端度为60°
C,冷却水的进口温度32°
C,出口温度42°
Co冷却水需要量：
L=180m3/h
真空泵，抽气量420m3/h.
体在加热管内的循环流速在1.8米/秒，加热管是立式单程。
循环泵的扬程要与循环系统的阻力匹配，一般是流量大扬程低。
叶轮、轴套采用316材质，叶轮的紧固形式釆用螺旋式紧固。
机械密封采用双端面机械密封（PLAN54），轴基体材质为40CrMo<
>
20X8X16m。
II決
170
140
85
20-25
250
180
分离室尺寸（eXH）m
①2.0X5
02.0X5
0>
2.6X5
①3.0X7.5
4.3
冷却水消耗戢（m3/h）
设备
一效加热室
230m1
—效分离室
①2.0X5
二效加热室
二效分离室
三效加热室
180m1
三效分离室
四效加热室
四效分离室
W3.0X5
®
1X5
进料离心泵
过料离心泵
4台
出料泵
轴流泵
冷凝予热器
15m2
循环液管路
1套
升级会员 