一、工艺简介
传统的氯化铵蒸发结晶技术是采用三效降膜蒸发器及冷却结晶器。首先在蒸发器中将稀溶液逆流蒸发浓缩至饱和，再进入冷却结晶器冷却至40℃左右进行结晶，离心分离母液返回蒸发器继续蒸发。优点是物料结晶颗粒度相对较大，低温离心分离操作较方便，缺点是存在母液循环量大、母液降温后再升温、热损失较大、投资较大的问题。 在氯化铵浓度较高时，本方案采用三效蒸发结晶器，即溶液在三效蒸发器中浓缩结晶，结晶悬浮液直接进离心机离心分离，氯化铵晶体排出、包装。母液不降温直接返回蒸发器。省去了结晶器，并提高了热效率，投资大大减小。
二、选型方案
以氯化铵浓度为38%,来液处理量为110吨/天为例来介绍。
按每天实际运行20小时计，约折合年产1.5万吨氯化铵，折合每小时产氯化铵约2.1吨，需要每小时的蒸发量约3.4吨。因为来料温度高、浓度大，因此本方案采用三效强制外循环蒸发器，顺流操作，具有能耗低、传热系数大、蒸发强度高、不易结疤堵管的优点。根据氯化铵溶液在相应浓度及温度下的腐蚀情况，设备主材质选择纯钛，其中一效的换热管选择更耐高温腐蚀的钛合金。
2、蒸发器的结晶室设计为有利于晶体生长的结构，便于后续的离心分离。并减少物料在加热管结疤的倾向。
3、采用冷凝水多级闪蒸降温工艺，使冷凝水低温排放，充分利用冷凝水的显热。
4、为提高出料液的固体含量，降低母液循环量，在第三效蒸发器的底部设置集盐箱，并设置旋流增稠器。排出的悬浮液进稠厚器，再进离心机离心分离，离心母液返回第三效蒸发器继续参与蒸发。
三、 工艺流程:
稀溶液由进料泵送入一效蒸发器，初步浓缩后由转料泵送入二效蒸发器，最后进三效蒸发器，第三效的蒸发浓缩晶浆由泵排出，经旋流增稠后排入离心机。离心母液返回第三效蒸发器，晶体进下工序干燥。
生蒸汽进入一效蒸发器壳程，一效的二次蒸汽进入二效蒸发器加热室，二效二次蒸汽进入三效加热室，三效进入表面冷凝器冷凝。
一效的冷凝水经疏水器回锅炉房。二效的冷凝水经疏水器进第三效夹套闪蒸，与第三效冷凝水混合排出到冷凝水罐，与表面冷凝器的冷凝水混合。不凝气由真空泵排入大气。
四、主要工艺参数:
1. 设计条件：
进料流量 | 设5.5吨/小时 |
原液浓度 | 38% |
原液温度 | 150℃ |
蒸发量 | 3.4吨/小时 |
生蒸汽压力 | 0.4MPa |
2. 操作条件：
五、主要设备详细说明
1、蒸发器加热室
蒸发器为列管式换热器，立式安装，物料流程为单程式，介质管内物料、壳程内为蒸汽，壳程内配有多个折流板，在设备中起到了固定列管及强化传热效果，在换热时利用强制循环泵、对物料进行强制循环闪蒸，提高物料的流速以免换热管内结垢，设备材质按工业纯钛。
2、蒸发器蒸发器
一效蒸发器蒸发器为立式装置，在蒸发中起到汽水分离、物料的沉降作用。使物料有比较大的分离空间，减少物沫夹带，还要考虑晶体的生长空间。在蒸发器的顶部设置两级惯性除沫装置，尽量不使用丝网除沫器以避免结疤堵网。
3、集盐室
晶体在循环液中循环，达到一定粒度的晶体在集盐室沉积排出到下一级，能提高排出液的含盐量减少母液排出。
4、旋液增稠器
利用离心分离的原理，进一步提高出料液的含固量，与集盐室结合使用能起到很明显的效果。出料液固液比能达到40%左右。
5、冷凝器
冷凝器为卧式，设备采用四流程列管式，提高了水的流速，提高了传热系数。二次蒸汽走壳程，冷却器壳程配有多级折流板，足使冷却水能量得到合理利用。
6、强制循环泵
为轴流式循环泵，适用于大流量低扬程的场合。泵配有带冷却机封，给蒸发器内物料提高了流速，避免了管内物料的结垢，提高了设备运行时间，大流量使溶液的平均过饱和度降低，降低了局部爆发成核的几率，有利于结晶的生长。
7、转料泵与出料泵
转料泵与出料泵为AZ型开式叶轮泵，能输送浓度高有固体的物料，泵配有带冷却机封，使用寿命长，扬程高能输出高真空下的物料求。
8、冷凝水泵
冷凝水泵为高扬程离心泵，泵配有带冷却机封，使用寿命长，扬程高，能输出高真空下的蒸馏水。
9、真空泵
真空泵为2BV系列，极限真空度高，装机功率几乎是SK系列一半，运行平稳体积小。在蒸发器行业已经得到广泛应用。
发表于 2021-11-2 13:46:29
