CN104326490A - 石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法及装置 - Google Patents

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赵靖
张仂
周秀云
刘安双
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Abstract

本发明公开了一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法及装置，通过连续化石灰-芒硝-烟道气卤水净化处理，反应设备和沉降设备分开，可以有效降低反应设备体积。布置设备采用高度差，最大限度利用重力，节省功率消耗。连续方法可有效降低沉降时间、减少设备投资、降低运行成本。间歇操作必须在运行一段时间后，排空卤水对桶底淤泥进行清理，清理操作为人工作业，耗时耗力，本方法反应沉降桶内污泥为连续排放，解决了污泥的淤积和清理问题。本方法净化卤水指标可达到[Ca2++Mg2+]≤10ppm，不溶物≤10ppm。同等处理量，本方法投资相对于间歇操作降低20％；运行电耗成本降低20％。

Description

石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法及装置
技术领域
本发明涉及卤水净化技术领域。特别是涉及一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法及装置。
背景技术
在制盐蒸发过程中，卤水成分随着水分不断的蒸发发生着变化，卤水如不经过净化处理，卤水中含有的杂质浓度逐渐升高，一些杂质就会随着盐产品析出，影响了盐产品的质量。从理论上可以分析,经过净化的卤水均添加了一定的化学物质，卤水中的杂质离子以沉淀形式析出，在沉降的过程中一般添加了助沉剂。卤水净化的过程彻底打破了卤水原有的胶状状态，使卤水里面溶有的粉尘、微生物等彻底沉降除去，使卤水从有色变为无色，从胶体状溶液变为澄清溶液，盐中氯化钠含量可以提高0.1％以上，白度提高5度，因此，该过程是决定成品盐质量的关键过程。
卤水经过净化处理后，一是可以提高产量和质量，相应增加利润，降低了生产成本；二是延长了设备刷罐周期，减少设备清洗费用，年生产天数在320天以上，每年公司用于清洗蒸发罐的费用为50万元；三是卤水净化后的杂质产物可以再利用，相应地增加了产值，四是蒸汽和电力的消耗较低，降低了生产成本。
目前的卤水净化工艺为间歇式的生产工艺，并无真正意义上的连续进行卤水净化的生产。间歇法存在的设备体积大、沉降时间长、碳化效率低以及盐泥清理困难等缺点。
发明内容
本发明的目的是解决卤水净化将有效降低沉降时间、减少设备投资、降低运行成本，而且彻底改善影响产量和质量的反应沉降桶内污泥的淤积和清理问题。
本发明的技术方案如下：
一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法；其步骤如下：
1)石灰打浆，将过量不大于2％的石灰上层清液通入苛化连续反应器(3)，同时，通入卤水，以去除卤水中的Mg2+；同时搅拌；控制进料量保证反应停留时间3小时以上，将苛化连续反应器(3)中的浆液连续溢流进入苛化连续沉降器(4)；
2)将苛化反应完成浆液在苛化连续沉降器(4)进行沉降，控制进料量保证停留时间3小时以上，获取一次沉降后上层清液，清液连续进入碳化连续反应器(6)，泥浆连续排放进入泥浆桶(15)；
3)使一次沉降后上层清液与净化后烟道气进行碳化反应，再次去除Ca2+，获取碳化反应完成浆液，通过控制烟道气的通入量，使碳化反应完成浆液的pH＝7～9，控制进料量保持停留时间3小时以上，完成浆液连续进入碳化连续沉降器(7)；
4)将碳化反应完成浆液在碳化连续沉降器(7)进行沉降，保控制进料量证停留时间3小时以上，获取二次沉降后上层清液，即为净化的卤水，净化后的卤水连续进入清卤桶(20),泥浆连续排放进入泥浆桶(15)。
卤水从苛化反应到净化完成进入清卤桶的全过程利用重力进行转料，不需要转料泵。
所述步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)是不同的设备中连续进行的。在任一设备内部，进料和出料是同时进行的。以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，同一时间，其单元进料量和单元出料量平衡。
以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)、碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，进入其单元的物料有：来自原料泵(2)的原卤和来自钙液泵(11)的石灰水进入苛化连续反应器(3)、来自絮凝剂泵(8)絮凝剂液分别进入苛化连续沉降器(4)和碳化连续沉降器(7)、来自缓冲罐(14)的烟道气进入碳化连续反应器(6)；从单元离开的物料有从苛化连续沉降器(4)和碳化连续沉降器(7)进入到泥浆桶(15)中的泥浆、从碳化连续沉降器(7)溢流口(26)进入清卤桶(20)中的澄清卤水和从碳化连续反应器(6)上排出的未反应的烟道气；单元内部流动的物料有卤水从苛化连续反应器(3)溢流口(22)进入到苛化连续沉降器(4)进口、卤水从苛化连续沉降器(4)溢流口(23)进入到碳化连续反应器(6)进口、卤水从碳化连续反应器(6)溢流口(25)进入到碳化连续沉降器(7)进口、卤水由碳化连续反应器(6)下混料口(28)到上混料口(24)。同一时间，其进入单元的物料量和从单元排出的物料量物料平衡。
所述1)的石灰打浆后的液体浓度为1-3g/L。
所述3)的烟道气中含二氧化碳为8％-18％。
本发明的一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化装置，包括苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)由高到低依次串联排列，排列的下一设备高度低于上一设备的溢流口高度；苛化连续反应器(3)设置有卤水和石灰水进口；苛化连续反应器(3)溢流口(22)连接到苛化连续沉降器(4)进口；苛化连续沉降器(4)设置有絮凝剂进口和泥浆出口；苛化连续沉降器(4)卤水出口连接碳化连续反应器(6)卤水进口，泥浆出口(27)连接泥浆桶(15)进口；碳化连续反应器(6)设有烟道气进口(44)，下混料口(28)连接混料泵(5)进口，混料泵出口连接碳化连续反应器(6)的上混料口(28)，碳化连续反应器(6)溢流口(25)连接碳化连续沉降器(7)进口；碳化连续沉降器(7)还设置有絮凝剂进口、泥浆出口(29)和清卤溢流口(26)，泥浆出口(29)连接泥浆桶(15)进口，清卤溢流口(26)连接清卤桶(20)进口；清卤桶(20)还有出口连接清卤泵(21)，清卤泵(21)出口去制盐，支管连接絮凝剂桶(9)和乳化槽(10)的进口；絮凝剂桶(9)还有絮凝剂出口(30)连接絮凝剂泵(8)，絮凝剂泵(8)出口连接苛化连续沉降器(4)、碳化连续沉降器(7)和絮凝剂桶(9)进口；乳化槽(10)出口(31)连接钙液泵(11)进口，钙液泵出口连接苛化连续反应器(3)钙液进口和乳化槽(10)；洗气罐(12)设有烟气进口(33)连接烟道气管道，洗气水进口(32)连接淡水管路，洗气罐(12)出口连接压缩机(13)进气口(34)；压缩机(13)还具有排气口(35)，连接缓冲罐(14)进气口(36)；缓冲罐(14)还设有排气口(37)连接碳化连续反应器(6)烟气进口(44)；泥浆桶(15)还具有泥浆出口(38)，连接泥浆泵(16)进口；泥浆泵(16)设有出口连接过滤器(17)的压滤机进液口(39)；过滤器(17)还设有泥浆排出口(41)和清液出口(40)，清液出口(40)连接母液桶(18)；母液桶(18)还设有滤液出口(42)，连接母液泵(19)进口；母液泵(19)出口连接清卤桶(20)。
所述的苛化连续反应器(3)高度为2m，直径为2m。苛化连续沉降器(4)高度为2m，直径为2m。碳化连续反应器(6)高度为2m，直径为2m。碳化连续沉降器(7)高度为2m，直径为2m。
石灰打浆后的液体浓度为1.81g/L，由钙液泵(11)进入苛化连续反应器(3)中，卤水由原卤桶(1)泵入苛化连续反应器(3)，石灰乳和卤水在苛化连续反应器(3)中停留时间满足反应时间要求，反应完成液自流进入苛化连续沉降器(4)进行分离，钙镁泥浆进入泥浆桶(15)，清液自流进入碳化连续反应器(6)。
清液在碳化连续反应器(6)内与经过洗气、压缩后烟道气的进行连续碳化，反应完成液自流进入碳化连续沉降器(7)，沉降完成后的清液进入清卤桶(20)，钙镁泥浆进入泥浆桶(15)。来自锅炉的烟道气经过静电除尘后，由引风机引入烟囱中，从引风机至烟囱中间安装管路，引出部分烟道气，引出的烟道气经过洗气罐(12)进行净化处理，进入压缩机(13)压缩，经缓冲罐(14)后输送到碳化连续反应器(6)中。
为了增加沉降效果、缩短沉降时间，将配置好的絮凝剂由絮凝剂桶(9)泵入沉降器中。
泥浆进入泥浆桶(15)后，泵入过滤器(17)过滤，母液进入母液桶(18)，最后进入清卤桶(20)，泥浆堆存。
卤水从苛化反应到净化完成进入清卤桶的全过程利用重力进行转料，不需要转料泵。以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，同一时间，其单元进料量和单元出料量平衡。
所述步骤2)和步骤4)中泥浆的排放也是连续的。
整个工艺流程为连续过程。
通过连续化石灰-芒硝-烟道气卤水净化工艺，反应设备和沉降设备分开，可以有效降低反应设备体积，降低设备投资。布置设备采用高度差，苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)串联，按照上述顺序由高到低依次排列，最大限度利用重力，节省功率消耗。间歇操作为保证整个桶内固形物全部沉降，沉降时间至少需要6个小时，且设置多个沉降桶，连续方法可有效降低沉降时间、减少设备投资、降低运行成本。间歇操作必须在运行一段时间后，排空卤水对桶底淤泥进行清理，清理操作为人工作业，耗时耗力，本方法反应沉降桶内污泥为连续排放，解决了污泥的淤积和清理问题。
本方法净化卤水指标可达到[Ca2++Mg2+]≤10ppm，不溶物≤10ppm。
同等处理量，本方法投资相对于间歇操作降低20％；运行电耗成本降低20％。
附图说明
图1：本发明石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化工艺流程图；
其中：1-原卤桶、2-原卤泵、3-苛化连续反应器、4-苛化连续沉降器、5-混料泵、6-碳化连续反应器、7-碳化连续沉降器、8-絮凝剂泵、9-絮凝剂桶、10-乳化槽、11-钙液泵、12-洗气罐、13-压缩机、14-缓冲罐、15-泥浆桶、16-泥浆泵、17-过滤器、18-母液桶、19-母液泵、20-清卤桶、21-清卤泵、22-苛化连续反应器溢流口、23-苛化连续沉降器溢流口、24-上混料口、25-碳化连续反应器溢流口、26-碳化连续沉降器溢流口、27-苛化连续沉降器泥浆出口、28-下混料口、29-碳化连续沉降器泥浆出口、30-絮凝剂出口、31-乳化液出口、32-洗气水进口、33-烟气进口、34-压缩机进气口、35-压缩机排气口、36-缓冲罐进气口、37-缓冲罐排气口、38-泥浆出口、39-压滤机进液口、40-清液出口、41-泥浆排出口、42-滤液出口、43-清卤桶出口、44-烟气进口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
具体设备连接为：包括苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)由高到低依次串联排列，排列的下一设备高度低于上一设备的溢流口高度，利用重力进行转料；苛化连续反应器(3)设置有卤水和石灰水进口；苛化连续反应器(3)溢流口(22)连接到苛化连续沉降器(4)进口；苛化连续沉降器(4)设置有絮凝剂进口和泥浆出口；苛化连续沉降器(4)卤水出口连接碳化连续反应器(6)卤水进口，泥浆出口(27)连接泥浆桶(15)进口；碳化连续反应器(6)设有烟道气进口(44)，下混料口(28)连接混料泵(5)进口，混料泵出口连接碳化连续反应器(6)的上混料口(28)，碳化连续反应器(6)溢流口(25)连接碳化连续沉降器(7)进口；碳化连续沉降器(7)还设置有絮凝剂进口、泥浆出口(29)和清卤溢流口(26)，泥浆出口(29)连接泥浆桶(15)进口，清卤溢流口(26)连接清卤桶(20)进口；清卤桶(20)还有出口连接清卤泵(21)，清卤泵(21)出口去制盐，支管连接絮凝剂桶(9)和乳化槽(10)的进口；絮凝剂桶(9)还有絮凝剂出口(30)连接絮凝剂泵(8)，絮凝剂泵(8)出口连接苛化连续沉降器(4)、碳化连续沉降器(7)和絮凝剂桶(9)进口；乳化槽(10)出口(31)连接钙液泵(11)进口，钙液泵出口连接苛化连续反应器(3)钙液进口和乳化槽(10)；洗气罐(12)设有烟气进口(33)连接烟道气管道，洗气水进口(32)连接淡水管路，洗气罐(12)出口连接压缩机(13)进气口(34)；压缩机(13)还具有排气口(35)，连接缓冲罐(14)进气口(36)；缓冲罐(14)还设有排气口(37)连接碳化连续反应器(6)烟气进口(44)；泥浆桶(15)还具有泥浆出口(38)，连接泥浆泵(16)进口；泥浆泵(16)设有出口连接过滤器(17)的压滤机进液口(39)；过滤器(17)还设有泥浆排出口(41)和清液出口(40)，清液出口(40)连接母液桶(18)；母液桶(18)还设有滤液出口(42)，连接母液泵(19)进口；母液泵(19)出口连接清卤桶(20)。
原卤桶(1)中待处理卤水。苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)、碳化连续沉降器(7)由放置铁架台上，保留必要的落差，卤水从苛化反应到净化完成进入清卤桶的全过程利用重力进行转料，不需要转料泵。以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，同一时间，其单元进料量和单元出料量平衡。
以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)、碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，进入其单元的物料有：来自原料泵(2)的原卤和来自钙液泵(11)的石灰水进入苛化连续反应器(3)、来自絮凝剂泵(8)絮凝剂液分别进入苛化连续沉降器(4)和碳化连续沉降器(7)、来自缓冲罐(14)的烟道气进入碳化连续反应器(6)；从单元离开的物料有从苛化连续沉降器(4)和碳化连续沉降器(7)进入到泥浆桶(15)中的泥浆、从碳化连续沉降器(7)溢流口(26)进入清卤桶(20)中的澄清卤水和从碳化连续反应器(6)上排出的未反应的烟道气；单元内部流动的物料有卤水从苛化连续反应器(3)溢流口(22)进入到苛化连续沉降器(4)进口、卤水从苛化连续沉降器(4)溢流口(23)进入到碳化连续反应器(6)进口、卤水从碳化连续反应器(6)溢流口(25)进入到碳化连续沉降器(7)进口、卤水由碳化连续反应器(6)下混料口(28)到上混料口(24)。同一时间，其进入单元的物料量和从单元排出的物料量物料平衡。
絮凝剂加入到絮凝剂桶(9)中与来自清卤泵(21)的卤水混合，石灰加入到乳化槽(10)中与来自清卤泵(21)的卤水混合打浆。
卤水由原卤泵(2)输送至苛化连续反应器(3)中，混合后的石灰乳由乳化液出口(31)进入钙液泵(11)后，泵至苛化连续反应器(3)，并混合搅拌。完成液由苛化连续反应器溢流口(22)进入苛化连续沉降器(4)，絮凝剂液由絮凝剂出口(30)进入絮凝剂泵(8)，泵至苛化连续沉降器(4)与卤水混合沉降。
上述完成液由溢流口苛化连续沉降器溢流口(23)进入碳化连续反应器(6)。烟气由烟气进口(33)进入洗气罐(12)，淡水由洗气水进口(32)进入洗气罐(12)，洗涤后气体由压缩机进气口(34)进入压缩机(13)，压缩后由压缩机排气口(35)离开，再由缓冲罐进气口(36)进入缓冲罐(14)缓冲后由缓冲罐排气口(37)离开，由烟气进口(44)进入到碳化连续反应器(6)中，与卤水在碳化连续反应器(6)中反应。反应液由混料泵(5)从下混料口(28)泵至上混料口(24)加强混合效果。完成液由碳化连续反应器溢流口(25)进入碳化连续沉降器(7)。絮凝剂液由絮凝剂出口(30)进入絮凝剂泵(8)，泵至碳化连续沉降器(7)与卤水混合沉降。澄清液由碳化连续沉降器溢流口(26)进入清卤桶(20)中。
苛化连续沉降器(4)和碳化连续沉降器(7)中的泥浆分别由苛化连续沉降器泥浆出口(27)和碳化连续沉降器泥浆出口(29)流至泥浆桶(15)中，泥浆连续排放，再由泥浆泵(16)从泥浆出口(38)输送至过滤器(17)中，泥浆从压滤机进液口(39)进入，污泥从泥浆排出口(41)离开，清液从清液出口(40)流至母液桶(18)中，再由母液泵(19)从滤液出口(42)输送至清卤桶(20)中。清卤由清卤泵(21)从出口清卤桶(43)泵至工厂。
石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法，包括连续进行的以下步骤：
1)石灰打浆，将过量不大于2％的石灰上层清液通入苛化连续反应器(3)，同时，通入卤水，以去除卤水中的Mg2+；在苛化反应Ca(OH)2+MgSO4→Mg(OH)2↓+CaSO4、Ca(OH)2+Na2SO4→2NaOH+CaSO4进行的同时搅拌；控制进料量保证反应停留时间3小时以上，将苛化连续反应器(3)中的浆液连续溢流进入苛化连续沉降器(4)；
2)将苛化反应完成浆液在苛化连续沉降器(4)进行沉降，控制进料量保证停留时间3小时以上，获取一次沉降后上层清液，清液连续进入碳化连续反应器(6)，泥浆连续排放进入泥浆桶(15)；
3)使一次沉降后上层清液与净化后烟道气进行碳化反应Ca(OH)2+Na2SO4→2NaOH+CaSO4、CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4，再次去除Ca2+，获取碳化反应完成浆液，通过控制烟道气的通入量，使碳化反应完成浆液的PH＝7～9，控制进料量保持停留时间3小时以上，完成浆液连续进入碳化连续沉降器(7)；
4)将碳化反应完成浆液在碳化连续沉降器(7)进行沉降，保控制进料量证停留时间3小时以上，获取二次沉降后上层清液，即为净化的卤水，净化后的卤水连续进入清卤桶(20),泥浆连续排放进入泥浆桶(15)。
本方法净化卤水指标可达到[Ca2++Mg2+]≤10ppm，不溶物≤10ppm。
原理为：石灰水与卤水中的Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀，烟道气中含有的CO2与卤水中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀，达到除去卤水中含有的Ca2+、Mg2+离子的目的。通过连续化石灰-芒硝-烟道气卤水净化工艺能有效降低沉降时间、减少设备投资、降低运行成本，而且彻底改善影响产量和质量的反应沉降桶内污泥的淤积和清理问题。

Claims (5)

1.一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化方法；其特征是步骤如下：
1)石灰打浆，将过量不大于2％的石灰上层清液通入苛化连续反应器(3)，同时，通入卤水，以去除卤水中的Mg2+；同时搅拌；控制进料量保证反应停留时间3小时以上，将苛化连续反应器(3)中的浆液连续溢流进入苛化连续沉降器(4)；
2)将苛化反应完成浆液在苛化连续沉降器(4)进行沉降，控制进料量保证停留时间3小时以上，获取一次沉降后上层清液，清液连续进入碳化连续反应器(6)，泥浆连续进入泥浆桶(15)；
3)使一次沉降后上层清液与净化后烟道气进行碳化反应，再次去除Ca2+，获取碳化反应完成浆液，通过控制烟道气的通入量，使碳化反应完成浆液的pH＝7～9，控制进料量保持停留时间3小时以上，完成浆液连续进入碳化连续沉降器(7)；
4)将碳化反应完成浆液在碳化连续沉降器(7)进行沉降，保控制进料量证停留时间3小时以上，获取二次沉降后上层清液，即为净化的卤水，净化后的卤水连续进入清卤桶(20),泥浆连续进入泥浆桶(15)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)、步骤2)、步骤3)和步骤4)任一设备内部，进料和出料是同时进行的，以苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)为一个处理单元，同一时间，其单元进料量和单元出料量平衡。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，卤水从苛化反应到净化完成进入清卤桶的全过程利用重力进行转料，不需要转料泵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤4)中泥浆连续排放。
5.一种石灰-芒硝-烟道气法连续卤水净化装置，其特征是包括苛化连续反应器(3)、苛化连续沉降器(4)、碳化连续反应器(6)和碳化连续沉降器(7)由高到低依次串联排列，排列的下一设备高度低于上一设备的溢流口高度；苛化连续反应器(3)设置有卤水和石灰水进口；苛化连续反应器(3)溢流口(22)连接到苛化连续沉降器(4)进口；苛化连续沉降器(4)设置有絮凝剂进口和泥浆出口；苛化连续沉降器(4)卤水出口连接碳化连续反应器(6)卤水进口，泥浆出口(27)连接泥浆桶(15)进口；碳化连续反应器(6)设有烟道气进口(44)，下混料口(28)连接混料泵(5)进口，混料泵出口连接碳化连续反应器(6)的上混料口(28)，碳化连续反应器(6)溢流口(25)连接碳化连续沉降器(7)进口；碳化连续沉降器(7)设置有絮凝剂进口、泥浆出口(29)和清卤溢流口(26)，泥浆出口(29)连接泥浆桶(15)进口，清卤溢流口(26)连接清卤桶(20)进口；清卤桶(20)还有出口连接清卤泵(21)，清卤泵(21)出口去制盐，支管连接絮凝剂桶(9)和乳化槽(10)的进口；絮凝剂桶(9)还有絮凝剂出口(30)连接絮凝剂泵(8)，絮凝剂泵(8)出口连接苛化连续沉降器(4)、碳化连续沉降器(7)和絮凝剂桶(9)进口；乳化槽(10)出口(31)连接钙液泵(11)进口，钙液泵出口连接苛化连续反应器(3)钙液进口和乳化槽(10)；洗气罐(12)设有烟气进口(33)连接烟道气管道，洗气水进口(32)连接淡水管路，洗气罐(12)出口连接压缩机(13)进气口(34)；压缩机(13)还具有排气口(35)，连接缓冲罐(14)进气口(36)；缓冲罐(14)设置有排气口(37)连接碳化连续反应器(6)烟气进口(44)；泥浆桶(15)还具有泥浆出口(38)，连接泥浆泵(16)进口；泥浆泵(16)设有出口连接过滤器(17)的压滤机进液口(39)；过滤器(17)设置有泥浆排出口(41)和清液出口(40)，清液出口(40)连接母液桶(18)；母液桶(18)设置有滤液出口(42)，连接母液泵(19)进口；母液泵(19)出口连接清卤桶(20)。
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