鹽硝聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)工藝原理及原理(硫酸鈉氯化鈉)課件.ppt

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1、鹽硝聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)工藝原理及操作天津科技大學(xué)袁建軍海洋科學(xué)與工程學(xué)院海鹵水資源研發(fā)中心1、前言上世紀(jì)80年代起，我國(guó)礦鹽區(qū)陸續(xù)引進(jìn)了數(shù)套鹽硝聯(lián)產(chǎn)裝置，用于硫酸鈉型水采鹵生產(chǎn)食鹽和無(wú)水硝。此后，又有一些企業(yè)依此為依據(jù)，對(duì)原有四效蒸發(fā)裝置進(jìn)行了技術(shù)改造。該工藝較為先進(jìn)，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，操作穩(wěn)定，但操作參數(shù)控制要求較嚴(yán)格，同時(shí)由于采用蒸汽噴射器對(duì)二次蒸汽進(jìn)行再壓縮，使得蒸發(fā)系統(tǒng)的操作參數(shù)調(diào)整較為困難。本文就該裝置的工藝過(guò)程進(jìn)行了分析，并提出了當(dāng)原料鹵水濃度發(fā)生變化時(shí)，操作參數(shù)的調(diào)整方法。希望在加深對(duì)鹽硝聯(lián)產(chǎn)裝置工藝過(guò)程的認(rèn)識(shí)，加快對(duì)國(guó)外

2、先進(jìn)技術(shù)的消化吸收方面有所幫助。2、硫酸鈉型鹵水鹽硝分離原理及工藝流程2.1.NaCl—Na2SO4—H2O體系中鹽硝的溶解度T℃C%NaClNa2SO4在四效蒸發(fā)系統(tǒng)溫度范圍內(nèi)（50—120℃）：NaCl的溶解度隨溫度的升高而增大，Na2SO4則相反，其溶解度隨溫度的升高而減?。ㄒ?jiàn)圖）根據(jù)這一規(guī)律，可先將原料鹵水在較低溫度下進(jìn)行蒸發(fā)，在NaCl大量析出的同時(shí)，Na2SO4得到濃縮。當(dāng)Na2SO4濃度達(dá)到或接近飽和時(shí)，將析鹽母液升溫，Na2SO4溶解度變小而析出，而NaCl由于溶解度隨溫度升高而增大，成為不飽和組分。蒸發(fā)水分可

3、使Na2SO4繼續(xù)析出，NaCl濃度升高。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到或接近飽和時(shí)，將析硝母液降溫，蒸發(fā)，又可使NaCl過(guò)飽和析出，Na2SO4則又得到濃縮。析鹽母液再返回升溫，循環(huán)使用，NaCl和Na2SO4因此可以得到分離。2.2.鹽硝聯(lián)產(chǎn)流程圖2.3.流程中物料狀態(tài)的變化圖為NaCl－Na2SO4－H2O體系的多溫投影圖。圖的上半部是在NaCl－H2O面上的投影，AB為NaCl的溶解度曲線(xiàn)，曲線(xiàn)CD為NaCl－Na2SO4共飽線(xiàn)，AB與CD之間為NaCl的飽和曲面。圖的下半部為在Na2SO4－H2O面上的投影。CD是NaCl－Na

4、2SO4共飽線(xiàn)。Na2SO4的飽和曲面面積較大，圖中只畫(huà)出其中一部分，即CD以上部分均為Na2SO4的飽和面的投影。3.生產(chǎn)過(guò)程的控制關(guān)鍵：.為了鹽硝徹底分離，即NaCl在析出時(shí)，Na2SO4應(yīng)處于不飽和狀態(tài)；Na2SO4析出時(shí)，NaCl應(yīng)處于不飽和狀態(tài)，要嚴(yán)格控制幾個(gè)關(guān)鍵中間物料的組成：3.1.III效母液III效母液是鹽系統(tǒng)和硝系統(tǒng)的聯(lián)接點(diǎn)，它的組成對(duì)鹽硝的分離及鹽系統(tǒng)和硝系統(tǒng)間的平衡至關(guān)重要。III效母液和析硝母液混合，并在IV效內(nèi)蒸發(fā)析出NaCl，而Na2SO4則不允許析出，因此需對(duì)相平衡關(guān)系和蒸發(fā)系統(tǒng)物料平衡關(guān)系綜合

5、考慮，以確定合適的III效母液濃度3b。在一個(gè)已建成的裝置中，III效母液組成一般不應(yīng)作大的變動(dòng)。3.2.IV效母液（循環(huán)液）IV效母液4b的組成應(yīng)根據(jù)使NaCl在IV效中盡可能多的析出，而IV效母液在通過(guò)預(yù)熱器2后Na2SO4達(dá)到或接近飽和但不析出的原則來(lái)確定。3.3.硝蒸發(fā)器母液硝蒸發(fā)器母液Xb的組成以保證在硝蒸發(fā)器內(nèi)Na2SO4盡可能多的析出，而NaCL不析出為依據(jù)。4.原料鹵水濃度及鹽硝比對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)的影響鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝流程是根據(jù)NaCl－NaSO4－H2O體系中NaCl和NaSO4的溶解度隨溫度的變化規(guī)律確定的，因而其關(guān)

6、鍵的中間物料組成的控制要求很?chē)?yán)格。影響這些參數(shù)最主要的原因是原料鹵水的濃度（NaCl，NaSO4）及鹽硝比。如鹵水濃度高于設(shè)計(jì)值，鹽硝比低于設(shè)計(jì)值，而蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)水量不變，則III效母液中的Na2SO4濃度將高于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致Na2SO4的提前析出，即在預(yù)熱器2或IV效中析出。前者可能引起預(yù)熱器加熱管及物料管道的結(jié)垢甚至堵塞，后者由于鹽硝共析使產(chǎn)品質(zhì)量惡化，收率降低。而當(dāng)鹵水濃度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，則可能導(dǎo)致NaCl的析出后移，在硝蒸發(fā)器中鹽硝共析。為便于分析討論，將蒸發(fā)系統(tǒng)分為兩大部分：I至III效稱(chēng)為“鹽系統(tǒng)”，IV效、閃發(fā)器及

7、硝蒸發(fā)器稱(chēng)為“硝系統(tǒng)”。4.1.鹵水濃度及鹽硝比對(duì)蒸發(fā)水量的影響整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)的總蒸發(fā)水量隨鹵水濃度的升高而減小，但鹽系統(tǒng)與硝系統(tǒng)之間的蒸發(fā)水量的分配主要由鹽硝比決定，圖3給出了鹽系統(tǒng)與硝系統(tǒng)間的蒸發(fā)比與鹵水鹽硝比之間的關(guān)系。由圖可見(jiàn)，鹽硝系統(tǒng)間蒸發(fā)比隨鹵水鹽硝比的增大而上升，即當(dāng)鹵水中NaCl濃度一定，Na2SO4濃度上升時(shí)，鹽系統(tǒng)的蒸發(fā)水量減少而硝系統(tǒng)的蒸發(fā)水量增大。硝系統(tǒng)中，IV效（包括閃發(fā)器）與硝蒸發(fā)器的蒸發(fā)水量比則不受鹵水濃度及鹽硝比的影響而保持恒定。4.2.原料鹵水濃度及鹽硝比與析鹽量的關(guān)系鹵水濃度越高，單位鹵水中鹽

8、的析出量越大。其中，硫酸鈉全部在硝蒸發(fā)器內(nèi)析出，而氯化鈉的析出分兩部分，即在鹽系統(tǒng)（I－III效）析出鹽及在硝系統(tǒng)（IV效）析出鹽。鹽系統(tǒng)與硝系統(tǒng)間NaCl的析出量之比由鹵水的鹽硝比決定（見(jiàn)圖4）。隨鹵水中鹽硝比的增大，鹽硝系統(tǒng)間的NaCl析出量之比增大，且呈直線(xiàn)關(guān)系，即鹽系