處理量:1t/h(以進(jìn)料總量計(jì))
鹽種:NaCl+Na?SO?混合廢水,設(shè)計(jì)按“熱法分鹽→單效蒸發(fā)結(jié)晶”路線,最終副產(chǎn)工業(yè)級(jí)NaCl、無(wú)水Na?SO?及少量雜鹽。
一、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.進(jìn)水水質(zhì)(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(biāo)產(chǎn)品
NaCl:符合GB/T5462一級(jí)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(yùn)行制度7200h/a,連續(xù)24h/d。
二、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝流程
1.預(yù)熱/調(diào)質(zhì)
原料液經(jīng)25→75℃板式預(yù)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(jié)晶器(強(qiáng)制循環(huán)+DTB結(jié)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(duì)應(yīng)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(jí)活塞推料離心機(jī)P40,分離因數(shù)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(jìn)入第二套單效蒸發(fā)器(小型5m2)二次蒸發(fā),產(chǎn)出NaCl晶體;最終母液為雜鹽。
5.干燥/包裝
Na?SO?:振動(dòng)流化床干燥機(jī)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(jī)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(chǎn)或鍋爐補(bǔ)水。
三、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)主要設(shè)備清單
設(shè)備名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 材質(zhì) | 備注 |
單效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器 | Φ1200×2500mm,15m2 | 1 | 2205/316L復(fù)合 | 加熱室+分離室+鹽腿 |
DTB結(jié)晶器 | Φ800×1600mm | 1 | 2205 | 晶漿循環(huán) |
蒸汽壓縮機(jī)(可選MVR) | 0.8t/h,溫升8℃ | 1 | 碳鋼葉輪 | 預(yù)留接口 |
活塞推料離心機(jī) | P40,800g | 1 | 2205/316L | 雙級(jí) |
母液?jiǎn)涡д舭l(fā)器 | 5m2 | 1 | 316L | 二次蒸發(fā) |
振動(dòng)流化床干燥機(jī) | 0.2t/h | 1 | 304 | Na?SO? |
盤式干燥機(jī) | 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(yù)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(jì)量泵 | 2 | PE | 阻垢劑/消泡劑 |
四、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)公用工程
1.蒸汽:0.3MPa飽和,≈0.9t/h(含干燥機(jī))
2.冷卻水:Δt=10℃,≈10m3/h(真空泵+冷凝器)
3.電裝機(jī):≈35kW(實(shí)際運(yùn)行25kWh)
4.儀表氣:0.6MPa,10Nm3/h
5.占地:長(zhǎng)×寬×高≈8m×5m×5m(兩層框架)
五、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)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(dǎo)+濁度判斷結(jié)晶終點(diǎn);
3.離心機(jī)進(jìn)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(jié)晶系統(tǒng)環(huán)保與安全
1.廢氣:蒸發(fā)不凝氣經(jīng)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(jìn)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(shè)置爆破片,設(shè)備接地、靜電跨接。
七、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)投資與運(yùn)行成本(RMB)
1.設(shè)備費(fèi):≈85萬(wàn)元
2.安裝材料:≈15萬(wàn)元
3.土建/鋼構(gòu):≈10萬(wàn)元
4.電氣儀表:≈10萬(wàn)元
合計(jì):≈120萬(wàn)元
運(yùn)行成本(7200h/a)
蒸汽:0.9t/h×180元/t×7200h≈116.6萬(wàn)/年
電:25kW×0.7元/kWh×7200h≈12.6萬(wàn)/年
水/藥劑/人工/折舊:≈15萬(wàn)/年
年總成本≈144萬(wàn)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(jié)晶系統(tǒng)實(shí)施周期
1.設(shè)計(jì)+采購(gòu):6周
2.制造+現(xiàn)場(chǎng)安裝:8周
3.調(diào)試+性能考核:3周
4.總計(jì):≈4個(gè)月
九、氯化鈉、硫酸鈉單效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)后續(xù)擴(kuò)展
1.當(dāng)Na?SO?產(chǎn)量需求大時(shí),可把主蒸發(fā)器改為MVR,節(jié)汽50%以上;
2.增加冷凍結(jié)晶器(0–5℃)可副產(chǎn)芒硝(Na?SO?·10H?O),提高硫酸鈉純度;
3.引入納濾預(yù)處理可把一價(jià)/二價(jià)鹽提前分離,進(jìn)一步降低雜鹽率。