處理量:1t/h(以進料總量計)
鹽種:NaCl+Na?SO?混合廢水,設計按“熱法分鹽→單效蒸發(fā)結晶”路線,最終副產工業(yè)級NaCl、無水Na?SO?及少量雜鹽。
一、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)設計基礎
1.進水水質(典型煤化工/制藥高鹽母液)
總鹽180–220g/L(NaCl≈80g/L,Na?SO?≈120g/L,其余微量Ca2?/Mg2?/COD<1g/L,已軟化除硬)
溫度25℃,pH7~8
2.目標產品
NaCl:符合GB/T5462一級品(≥98.5%)
Na?SO?:符合GB/T6009Ⅱ類一等品(≥99%)
雜鹽(NaCl+Na?SO?)≤5%總鹽量
3.運行制度7200h/a,連續(xù)24h/d。
二、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)工藝流程
1.預熱/調質
原料液經25→75℃板式預熱器(蒸汽冷凝水余熱),投加阻垢劑3–5ppm,消泡劑1ppm。
2.單效蒸發(fā)結晶器(強制循環(huán)+DTB結晶)
操作溫度:常壓~95℃(控制Na?SO?優(yōu)先析出溫度區(qū))
蒸發(fā)量:≈0.8t/h(對應濃縮5–6倍)
加熱面積:15m2(蒸汽0.3MPa,飽和)
循環(huán)泵流量:200m3/h,軸功率11kW
晶漿固含:15–20%
3.離心分離
雙級活塞推料離心機P40,分離因數800g,處理量1t晶漿/h,功率7.5kW
固體含水≤6%,母液回流比70%。
4.二次蒸發(fā)(母液再濃縮)
離心母液中NaCl已富集,進入第二套單效蒸發(fā)器(小型5m2)二次蒸發(fā),產出NaCl晶體;最終母液為雜鹽。
5.干燥/包裝
Na?SO?:振動流化床干燥機0.2t/h,蒸汽0.3MPa,功率3kW,出料溫度≤60℃,含水≤0.5%
NaCl:盤式干燥機0.1t/h,功率2.2kW
6.冷凝水回用
二次蒸汽冷凝水0.8t/h,TOC<30mg/L,直接回生產或鍋爐補水。
三、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)主要設備清單
設備名稱 | 規(guī)格 | 數量 | 材質 | 備注 |
單效強制循環(huán)蒸發(fā)器 | Φ1200×2500mm,15m2 | 1 | 2205/316L復合 | 加熱室+分離室+鹽腿 |
DTB結晶器 | Φ800×1600mm | 1 | 2205 | 晶漿循環(huán) |
蒸汽壓縮機(可選MVR) | 0.8t/h,溫升8℃ | 1 | 碳鋼葉輪 | 預留接口 |
活塞推料離心機 | P40,800g | 1 | 2205/316L | 雙級 |
母液單效蒸發(fā)器 | 5m2 | 1 | 316L | 二次蒸發(fā) |
振動流化床干燥機 | 0.2t/h | 1 | 304 | Na?SO? |
盤式干燥機 | 0.1t/h | 1 | 316L | NaCl |
冷凝器 | 殼程20m2 | 1 | 304 | 真空維持0.085MPa |
真空泵 | 水環(huán)式2.2kW | 1 | 鑄鐵 | 含氣液分離罐 |
預熱器/冷凝水冷卻器 | 板式10m2 | 1 | 304 | 余熱回收 |
加藥裝置 | 溶藥箱200L+計量泵 | 2 | PE | 阻垢劑/消泡劑 |
四、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)公用工程
1.蒸汽:0.3MPa飽和,≈0.9t/h(含干燥機)
2.冷卻水:Δt=10℃,≈10m3/h(真空泵+冷凝器)
3.電裝機:≈35kW(實際運行25kWh)
4.儀表氣:0.6MPa,10Nm3/h
5.占地:長×寬×高≈8m×5m×5m(兩層框架)
五、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)控制與儀表
1.蒸發(fā)器液位、密度、溫度DCS聯(lián)鎖;
2.在線電導+濁度判斷結晶終點;
3.離心機進料閥與蒸發(fā)器鹽腿閥聯(lián)鎖,防堵管;
4.真空度PID控制-0.085MPa±0.005MPa。
六、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)環(huán)保與安全
1.廢氣:蒸發(fā)不凝氣經酸洗+活性炭吸附,VOCs≤50mg/m3;干燥尾氣布袋除塵,粉塵≤10mg/m3。
2.廢水:冷凝水全部回用,清洗廢水進廠區(qū)污水站。
3.固廢:離心廢濾布、污泥按危廢管理。
4.防爆:蒸發(fā)器設置爆破片,設備接地、靜電跨接。
七、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)投資與運行成本(RMB)
1.設備費:≈85萬元
2.安裝材料:≈15萬元
3.土建/鋼構:≈10萬元
4.電氣儀表:≈10萬元
合計:≈120萬元
運行成本(7200h/a)
蒸汽:0.9t/h×180元/t×7200h≈116.6萬/年
電:25kW×0.7元/kWh×7200h≈12.6萬/年
水/藥劑/人工/折舊:≈15萬/年
年總成本≈144萬元,折合噸水蒸發(fā)成本≈25元/t。
八、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)實施周期
1.設計+采購:6周
2.制造+現場安裝:8周
3.調試+性能考核:3周
4.總計:≈4個月
九、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結晶系統(tǒng)后續(xù)擴展
1.當Na?SO?產量需求大時,可把主蒸發(fā)器改為MVR,節(jié)汽50%以上;
2.增加冷凍結晶器(0–5℃)可副產芒硝(Na?SO?·10H?O),提高硫酸鈉純度;
3.引入納濾預處理可把一價/二價鹽提前分離,進一步降低雜鹽率。