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钢厂灰或垃圾焚烧水洗过程中产生大量的氯化钠、氯化钾混合溶液,通常称之为高盐水溶液。常规做法:一是蒸发结晶出混盐,价值极低,一般作为废弃物;二是蒸发结晶+冷却结晶分离出氯化钠和氯化钾,作为工业盐和肥料级氯化钾出售;本工艺可以达到到氯化钠和氯化钾高盐溶液的高价值分盐回收,并能够降低能耗、避免结晶过程中发生堵塞、及提高收率和品质。
一、基本流程
预热:物料经进料泵依次进入二次蒸汽预热器和第一级冷凝水预热器进行预热处理 。
蒸发结晶:经过预热处理的物料进入逆流三效蒸发器中进行蒸发浓缩结晶。物料先进入第三效蒸发器中进行蒸发浓缩,然后由倒料泵进入第二效加热器进行蒸发浓缩,经第二效蒸发器蒸发浓缩后由倒料泵进入到第二冷凝水预热器中进行预热处理,经第二冷凝水预热器预热后的物料进入第一效蒸发器进行蒸发浓缩结晶。蒸发浓缩后的物料由出料泵依次经过钠旋流器和钠稠厚器浓缩后进入钠离心机,经过钠离心机固液分离后,得到的固体为氯化钠,母液进入到钠母液罐中。
闪蒸结晶:钠母液罐中的母液预冷后由钠母液泵依次进入两级DTB闪蒸结晶器进行闪蒸结晶,结晶后物料由结晶出料泵依次经过钾旋流器和钾稠厚器,然后进入钾离心机,经钾离心机离心分离后得到固体氯化钾,离心母液进入钾母液罐中,由钾母液泵将离心母液送回三效逆流蒸发器中继续蒸发结晶。
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二、工艺特点
2.1 采用蒸发结晶与闪蒸结晶结合的方式分别分离出氯化钠和氯化钾,可以有效降低能耗,通过采用两级DTB闪蒸结晶器可以防止设备及管道堵塞,并有利于晶核快速形成,减少结晶时长,减小设备投资,并可以提高氯化钾收率及品质;在蒸发结晶之前物料依次通过二次蒸汽预热器和第一冷凝水预热器的预热处理,进一步减少鲜蒸汽的消耗量,降低汽耗比,从而降低运行费用。
2.2 预热措施:物料进入二次汽预热器中预热至40℃-50℃后进入到第一冷凝水预热器中,物料在第一冷凝水预热器中预热至55℃-65℃后完成预热处理。减少鲜蒸汽的消耗量,降低汽耗比,从而降低运行费用,
2.3 蒸发器采用三效顺流蒸发器:物料经过预热处理的物料先进入第三效蒸发器中进行蒸发浓缩,然后 进入第二效加热器进行蒸发浓缩,经第二效蒸发器蒸发浓缩后进入到第二冷凝水预热器中 进行预热处理,经第二冷凝水预热器预热后的物料进入第一效蒸发器进行蒸发浓缩。保证物料进入到每一效蒸发器之前的温度值,从而减少鲜蒸汽的消耗量。三效蒸发器采用物料与蒸汽逆流的连接方式,可以进一步提高蒸汽的利用率,减少鲜蒸汽的使用量,降低成本。
2.4 闪蒸结晶:一级DTB闪蒸结晶器的闪蒸温度为55℃-65℃;二级DTB闪蒸结晶 器的闪蒸温度为20℃-30℃。采用两级DTB闪蒸结晶器可以防 止设备及管道堵塞,并有利于晶核快速形成,减少结晶时长,减小设备投资,并可以提高氯化钾收率及品质。
2.5 氯化钠和氯化钾溶液分盐回收工艺采用二次蒸汽预热器和第一冷凝水预热器能够保证物料进入到多效蒸发装置的温度值,减少鲜蒸汽的消耗量,降低汽耗比,从而降低运行费用,采用两级DTB闪蒸结晶器可以防止设备及管道堵塞,并有利于晶核快速形成,减少结晶时长,减小设备投资,并可以提高氯化钾收率及品质。整套设备结构合理,能够有效降低能耗,减少蒸汽消耗量,节约成本。
三、设备包括内容:进料泵、二次蒸汽预热器、第一冷凝水预热器、三效蒸发器、出料泵、钠旋流器、钠稠厚器、钠离心机、钠母液罐、钠母液泵、第一间接冷凝器。两级DTB闪蒸结晶器、结晶出料泵、钾旋流器、钾稠厚器、钾离心机,钾母液罐和钾母液泵。
三效蒸发器还包括一效加热室、一效分离室、一效轴流泵、二效加热室,二效分离室、二效循环泵、三效加热室、三效分离室、三效循环泵、第二冷凝水预热器、真空泵、钠冷凝水罐、冷凝水泵。
两级DTB闪蒸结晶器包括一级DTB闪蒸结晶器和二级DTB闪蒸结晶器。一级冷凝器、第二冷凝器、真空泵、钾冷凝水罐、冷凝水泵。
图上标符说明:1-进料泵,2-第一冷凝水预热器,3-一效加热室,4-一效分离室,5-一效轴流泵,6-第二冷凝水预热器,7-出料泵,8-二效循环泵,9-二效加热室,10-二效分离室,11- 三效循环泵,12-三效加热室,13-三效分离室,14-乏汽预热器,15-第一间接冷凝器,16-第一冷凝水罐,17-真空泵,18-冷凝水泵,19-钠旋流器,20-钠稠厚器,21-钠母液罐,22-钠离心机,23-钠母液泵,24-一级DTB闪蒸结晶器,25-一级结晶真空泵,26-一级冷凝器,27-一级结晶出料泵,28-二级DTB闪蒸结晶器,29-二级结晶出料泵,30-二级冷凝水器,31-第二冷凝水罐,32-二级结晶真空泵,33-冷凝水泵,34-钾旋流器,35-钾稠厚器, 36-钾离心机,37-钾母液罐,38-钾母液泵。
四、流程详述
物料:物料通过进料泵1依次经过二次蒸汽预热器14和第一冷凝水预热器2预热后进入三效加热室12进行蒸发浓缩,浓缩后的物料在三效出料泵11的作用下进入二效蒸发器内蒸发浓缩,二效浓缩后的物料经第二冷凝水预热器6预热后进入一效蒸发器进行蒸发浓缩,一效浓缩液由出料泵7分别经钠旋流器19和钠稠厚器20浓缩后进入钠离心机21进行固液分离,固体即为氯化钠,母液经预冷后进入两级DTB闪蒸结晶器闪蒸结晶,结晶后物料经结晶出料泵依次经钾旋流器34和钾稠厚器35,然后进入钾离心机36离心分离出氯化钾, 离心母液返回第一工段继续蒸发。
蒸汽及二次蒸汽及冷凝水等:生蒸汽进入一效加热室3壳程与管程的物料进行换热冷凝,冷凝液与原料换热后回锅炉房;一效分离室4在蒸发过程中产生的二次蒸汽进入二效加热室9壳程与管程的溶液进行换热冷凝,二效冷凝液进入三效加热室12进行闪蒸、冷凝,二效分离室10在蒸发过程中产生的二次蒸汽进入三效加热室12换热冷凝,冷凝下来的冷凝水进入钠冷凝水罐16,三效分离室13在蒸发过程中产生的二次蒸汽除部分给二次蒸汽预热器14预热其它进入第一间接冷凝器15换热冷凝,冷凝液进第一冷凝水罐由泵排走;一级DTB闪蒸结晶器24二次气由一级冷凝器26冷凝,冷凝下来的冷凝水进入第二冷凝水罐31,二级DTB闪蒸结晶器28产生的二次气由二级冷凝器30冷凝,冷凝下来的冷凝水进入第二冷凝水罐31,不凝气由真空泵抽出,排 入大气。
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