發(fā)布時間:2025-12-12 09:49:29 人氣:6 來源:某化工行業(yè)氯化鉀三效蒸發(fā)器的強制循環(huán)工藝
化工行業(yè)氯化鉀三效蒸發(fā)器普遍采用“一效降膜+二/三效強制循環(huán)”的混流工藝,核心目的是在節(jié)能的同時解決KCl高濃度易結晶、易結垢的難題。下面按“技術原理→流程細節(jié)→設備配置→控制要點→經(jīng)驗數(shù)據(jù)”五個層次系統(tǒng)闡述其強制循環(huán)工藝。
一、氯化鉀三效蒸發(fā)器的強制循環(huán)工藝技術原理
1.多效蒸汽梯級利用
生蒸汽(0.5MPa)經(jīng)減壓后進入一效殼程,一效二次蒸汽作為二效熱源,二效二次蒸汽再進三效,蒸汽潛熱被“三次利用”,噸水產(chǎn)汽量由單效1.2t降至0.30.4t,節(jié)能70%以上。
2.強制循環(huán)防結垢
二、三效因KCl接近飽和,改用強制循環(huán):大流量軸流泵(Q≈68倍進料量)使管內(nèi)流速≥2m/s,晶體無法粘壁;同時高剪切保證傳熱系數(shù)穩(wěn)定在18002200W·m?2·K?1。
3.溶解度差異控晶
KCl溶解度隨溫度升高顯著增大(20℃→100℃:34g→56g/100g水),系統(tǒng)利用“高溫濃縮低溫閃蒸”耦合,使晶體在OSLO結晶器內(nèi)粒度0.61.2mm,離心后產(chǎn)品純度≥98%,滿足GB/T7118一級品。
二、氯化鉀三效蒸發(fā)器的強制循環(huán)工藝完整流程(混流,順流送液+逆流送汽)
1.預熱段
原料液(KCl1218%,50℃)經(jīng)三級預熱:
①冷凝水預熱→②一效高溫凝水閃蒸預熱→③生蒸汽冷凝液預熱,最終90℃進一效,余熱回收率2530%。
2.一效降膜濃縮
常壓或微正壓(絕壓85kPa),蒸發(fā)強度1215kg·m?2·h?1,出液濃度2022%,二次蒸汽8085℃進入二效殼程。
3.二效強制循環(huán)濃縮
外置軸流泵3000m3·h?1,流速2.2m/s,蒸發(fā)溫度7075℃,出液2528%,晶種開始形成;二次蒸汽6065℃進三效。
4.三效強制循環(huán)結晶
真空度75kPa,沸點5560℃,出液3032%,晶體體積分數(shù)1520%;晶漿經(jīng)鹽腿連續(xù)排至臥式活塞推料離心機,母液返回三效,固體含水≤3%。
5.母液干化(可選)
富集COD的5%母液進入刮板低溫干化機,真空45℃,產(chǎn)出松散固體,系統(tǒng)實現(xiàn)近零排放。
三、氯化鉀三效蒸發(fā)器的強制循環(huán)關鍵設備與材質(zhì)
| 單元 | 主要設備 | 材質(zhì) | 設計要點 |
| 一效加熱器 | 降膜管式,F(xiàn)=450m2 | 316LRa≤0.8μm | 布膜器孔徑3mm,液膜厚0.3mm |
| 二/三效加熱器 | 強制循環(huán)管式,F(xiàn)=380/350m2 | 2205雙相鋼 | 管程流速≥2m/s,管徑38mm |
| 循環(huán)泵 | 軸流泵Q=3000m3·h?1,H=4m | 2507雙相鋼 | 變頻1550Hz,電流與密度聯(lián)鎖 |
| 結晶器 | OSLO,?3.2m,V=60m3 | 2205 | 導流筒?1.2m,攪拌2040rpm |
| 離心機 | HR630N,推料4t·h?1 | 316L襯哈氏 | 篩網(wǎng)間隙0.15mm,洗水0.3m3·t?1 |
四、氯化鉀三效蒸發(fā)器的強制循環(huán)控制與清洗
1.在線監(jiān)測
電導密度溫度三合一探頭,每30s計算過飽和度,超1.2倍觸發(fā)排晶;
ICPOES監(jiān)測Na?/Ca2?/Mg2?,硬度>200mg·L?1自動加5ppm阻垢劑。
2.CIP清洗
每運行48h自動執(zhí)行“水頂料→2%硝酸循環(huán)30min→水沖洗→復產(chǎn)”,年清洗次數(shù)<80次,較無CIP減少停機60%。
3.防喘振
真空泵采用“蒸汽噴射+液環(huán)”雙級,真空度波動±2kPa內(nèi),避免沸騰抑制與壓縮機喘振。
五、氯化鉀三效蒸發(fā)器數(shù)據(jù)與案例
山東某60t·d?1除草劑中間體項目:三效強制循環(huán)+母液干化,噸水產(chǎn)汽0.31t,電耗28kWh,鹽回收率95%,年節(jié)省運行費用495萬元,連續(xù)運行周期>90天。
燒結灰提鉀應用:強制循環(huán)三效蒸發(fā)+閃蒸,KCl純度98.5%,系統(tǒng)可用率≥95%,蒸汽單耗0.35t·t?1水。
綜上,氯化鉀三效蒸發(fā)器通過“降膜+雙效強制循環(huán)”混流設計,把蒸汽梯級節(jié)能與高速抗垢強制循環(huán)有機結合,再輔以OSLO控晶、CIP在線清洗及母液干化,已成為化工行業(yè)高鹽高COD廢水提鉀、實現(xiàn)零排放的主流工藝路線。