CN109133108A - 非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺 - Google Patents

非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，是一种采用石膏晶种法防垢、MVR热泵加热蒸发结晶制盐以及杂质母液浓缩外排等技术相结合的精制工业盐工艺，主要包括以下步骤：（ⅰ）卤水预热工艺；（ⅱ）MVR蒸发结晶工艺；（ⅲ）杂质母液浓缩外排工艺。本发明将石膏晶种防垢法、MVR热泵制盐和母液浓缩外排工艺有机结合，有效解决了非净化硫酸钙型卤水预热过程堵塞换热器导致生产不能连续运行问题以及非净化卤水直接蒸发结晶导致的氯化钠品质较差问题。本发明主产品为高品质精制工业盐，杂质以副产品石膏的形式产出，从而避免了卤水净化工艺产生的杂质‑钙镁泥不易处理导致的环境污染问题。

Description

非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺
技术领域
本发明属于一种精制工业盐工艺，具体涉及一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺。
背景技术
制盐行业中，大部分硫酸钙型卤水制盐企业，均采用了卤水净化工艺去除原卤中的钙、镁离子，其目的：一方面防止卤水预热过程中预热器结垢，另一方面是为了保证产品质量。但卤水净化成本较高，产生的废弃物（钙镁泥）难处理易造成环境污染。而非净化卤水制盐企业，由于卤水中杂质较多，换热器经常结垢堵塞，装置运行较短时间就需要停车清理，且氯化钠品质不高。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺。
本发明的技术方案是：
一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，包括以下步骤：
（ⅰ）卤水预热工艺
将矿区来的原料卤水加入氢氧化钠调节至呈碱性后输送至预热工序，低温段板式换热器将原料卤水由20℃~50℃预热至50℃~80℃，高温段板式换热器再将卤水由50℃~80℃预热至100℃~130℃；
（ⅱ）MVR蒸发结晶工艺
预热后的卤水进入蒸发罐蒸发结晶制盐，利用单级机械蒸汽压缩机，将蒸发罐生成的低温低压二次蒸汽加温加压后形成饱和蒸汽返送至蒸发罐加热室，高温高压蒸汽在加热室内使卤水持续蒸发、结晶，完成非净化硫酸钙型卤水蒸发制盐；
（ⅲ）杂质母液浓缩外排工艺
当蒸发罐内硫酸钙含量达到5 g/l ~15g/l，启动外排母液系统，控制蒸发罐外排母液量在100 m3/h~150m3/h，外排母液经排母液泵泵入水力旋流器，在旋流器内部进行分离：清液从顶部排出返送至系统，用以回收热量；浓缩母液从底部排出，排至系统外。
所述步骤（ⅰ）中高温段板式换热器的流道每运行2h~6h切换1次，每运行300-500h进行1次拆洗；低温段板式换热器每运行200h~400h进行1次拆洗。
所述高温段板式换热器的流道切换的具体方法为：通过进出换热器阀门的开、闭，将卤水流道与冷凝水流道互换，利用冷凝水对原卤水流道进行冲洗。
所述高温段板式换热器和低温段板式换热器的拆洗方法为：将板式换热器拆开，取下板片，将结垢板片放入质量浓度为10%~20%的盐酸溶液中浸泡2h~12h，然后取出，用压力低于1Mpa的高压水枪冲洗板片表面的酸溶液以及残留的碎垢，彻底将板片表面清除干净后，进行组装待用。
所述步骤（ⅱ）中控制蒸发罐内NaCl晶体固液百分比在10%~40%，硫酸钙含量在10g/l ~30g/l。
所述步骤（ⅱ）中蒸发罐生成的二次蒸汽加温加压形成饱和蒸汽的具体方法为：二次蒸汽经挡板除沫器进行第一次洗汽，去除二次蒸汽中夹带的较大体积的飞沫、液滴及NaCl，CaSO4，MgSO4杂质；再进入洗汽塔，经高温冷凝水喷淋洗涤，丝网除沫器过滤，得到纯净的水蒸气，进入单级机械蒸汽压缩机，对低品位二次蒸汽进行加温加压，得到高品位过热蒸汽，通过向过热蒸汽喷淋高温冷凝水，消除过热度，形成饱和蒸汽进入加热室作为热源加热卤水循环利用。
所述步骤（ⅲ）中通过水力旋流器底部阀门控制底流外排量在30m3/h ~70m3/h，外排液硫酸钙含量在30g/l ~40g/l。
所述步骤（ⅲ）外排浓缩母液在外排管道中兑入40℃~60℃白水20 m3/h ~40m3/h，使外排母液降温到90℃~110℃后进入石膏浆桶，经18h~40h降温、沉降后，再经板框压滤机压滤后生产出副产品石膏。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺技术，采用来自矿山的硫酸钙型原料卤水不通过净化处理直接经低温段、高温段两级板式换热器进行预热，通过流道切换和定期对换热器进行拆、洗延缓和解决硫酸钙型卤水升温过程中析出的硫酸钙附着在板片上形成垢层影响换热效果；预热后卤水进入蒸发罐蒸发结晶制盐，杂质以母液的形式排出系统，通过调节外排母液量和水力旋流器对母液顶、底流的分配，控制罐内硫酸钙含量，蒸发结晶出高品质精制工业盐；外排浓缩母液兑水后进入石膏浆桶，降温、沉降，经板框压滤机压滤后生产出副产品石膏。本发明将石膏晶种防垢法、MVR热泵制盐和母液浓缩外排工艺有机结合，有效解决了非净化硫酸钙型卤水预热过程堵塞换热器导致生产不能连续运行问题以及非净化卤水直接蒸发结晶导致的氯化钠品质较差问题。本发明主产品为高品质精制工业盐，杂质以副产品石膏的形式产出，从而避免了卤水净化工艺产生的杂质-钙镁泥不易处理导致的环境污染问题。
附图说明
图1是本发明非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺进行详细说明：
实施例1
如图1所示， 一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，包括以下步骤：
（ⅰ）卤水预热工艺（S1）
将矿区来的原料卤水加入氢氧化钠调节至呈碱性后输送至预热工序，低温段板式换热器将原料卤水由20℃~50℃预热至50℃~80℃，高温段板式换热器再将卤水由50℃~80℃预热至100℃~130℃。
为避免因结垢导致换热效果下降影响正常生产，高温段板式换热器流道每运行2-6h切换1次（通过进出换热器阀门的开、闭，将卤水流道与冷凝水流道互换，利用冷凝水对原卤水流道进行冲洗，延缓结垢），每运行300-500h进行1次拆洗；低温段板式换热器不进行流道切换，每运行200-400h进行1次拆洗。板式换热器拆洗时，启用备用板式换热器保障连续生产。所述的板式换热器清洗，将板式换热器拆开，取下板片，将结垢板片放入浓度为10-20%的盐酸溶液中浸泡2-12h，然后取出，用高压水枪（压力低于1Mpa）冲洗板片表面的酸溶液以及残留的碎垢，彻底将板片表面清除干净后，进行组装待用。
（ⅱ）MVR蒸发结晶工艺（S2）
预热后的卤水进入蒸发罐蒸发结晶制盐，利用单级机械蒸汽压缩机，将蒸发罐生成的低温低压二次蒸汽加温加压后形成饱和蒸汽返送至蒸发罐的加热室，高温高压蒸汽在加热室内使卤水持续蒸发、结晶，完成非净化硫酸钙型卤水蒸发制盐；
控制蒸发罐内NaCl晶体固液百分比在10%~40%，硫酸钙含量在10 g/l ~30g/l；既确保氯化钠品质，又保证硫酸钙晶种量，起到石膏晶种法防结垢作用，防止加热管结垢。
蒸发罐生成的二次蒸汽加温加压形成饱和蒸汽的具体方法为：二次蒸汽经挡板除沫器进行第一次洗汽，去除二次蒸汽中夹带的较大体积的飞沫、液滴及NaCl，CaSO4，MgSO4杂质；再进入洗汽塔，经高温冷凝水喷淋洗涤，丝网除沫器过滤，得到纯净的水蒸气，进入单级机械蒸汽压缩机，对低品位的二次蒸汽进行加温加压，得到高品位过热蒸汽；通过向过热蒸汽喷淋高温冷凝水，消除过热度，形成饱和蒸汽进入加热室作为热源加热卤水循环利用。
（ⅲ）杂质母液浓缩外排工艺
蒸发装置启动后，为保证产品质量，当蒸发罐内硫酸钙含量达到5 g/l ~15g/l，启动外排母液系统，控制蒸发罐外排母液量在100 m3/h~150m3/h，外排母液经排母液泵泵入水力旋流器，在旋流器内部进行分离：清液从顶部排出返送至系统，用以回收热量；浓缩母液从底部排出，排至系统外，降低罐内杂质含量，确保产品质量。
通过水力旋流器底部阀门控制底流外排量在30m3/h ~70m3/h，外排液硫酸钙含量在30g/l ~40g/l；蒸发罐内硫酸钙含量控制在10 g/l ~30g/l，利用母液外排降低了罐内杂质含量，既保证硫酸钙晶种含量，确保了产品质量，又防止加热管结垢。
所述的外排浓缩母液在外排管道中兑入40-60℃白水20-40m3/h，使外排母液降温到90-110℃后进入石膏浆桶，经18-40h降温、沉降后，再经板框压滤机压滤后生产出副产品石膏。
本发明将石膏晶种防垢法、MVR热泵制盐和母液浓缩外排工艺有机结合，有效的解决了非净化硫酸钙型卤水预热过程堵塞换热器导致生产不能连续运行的问题、卤水不净化氯化钠品质较差的问题和卤水净化产生的钙镁泥难处理易污染生态环境的问题，本发明所采用的制盐工艺能够生产出高品质精制工业盐，杂质以副产品石膏的形式排出系统。

Claims (8)

1.一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（ⅰ）卤水预热工艺（S1）
将矿区来的原料卤水加入氢氧化钠调节至呈碱性后输送至预热工序，低温段板式换热器将原料卤水由20℃~50℃预热至50℃~80℃，高温段板式换热器再将卤水由50℃~80℃预热至100℃~130℃；
（ⅱ）MVR蒸发结晶工艺（S2）
预热后的卤水进入蒸发罐蒸发结晶制盐，利用单级机械蒸汽压缩机，将蒸发罐生成的低温低压二次蒸汽加温加压后形成饱和蒸汽返送至蒸发罐加热室，高温高压蒸汽在加热室内使卤水持续蒸发、结晶，完成非净化硫酸钙型卤水蒸发制盐；
（ⅲ）杂质母液浓缩外排工艺（S3）
当蒸发罐内硫酸钙含量达到5 g/l ~15g/l，启动外排母液系统，控制蒸发罐外排母液量在100 m3/h~150m3/h，外排母液经排母液泵泵入水力旋流器，在旋流器内部进行分离：清液从顶部排出返送至系统，用以回收热量；浓缩母液从底部排出，排至系统外。
2.根据权利要求1所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述步骤（ⅰ）中高温段板式换热器的流道每运行2h~6h切换1次，每运行300-500h进行1次拆洗；低温段板式换热器每运行200h~400h进行1次拆洗。
3.根据权利要求2所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述高温段板式换热器的流道切换的具体方法为：通过进出换热器阀门的开、闭，将卤水流道与冷凝水流道互换，利用冷凝水对原卤水流道进行冲洗。
4.根据权利要求2所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述高温段板式换热器和低温段板式换热器的拆洗方法为：将板式换热器拆开，取下板片，将结垢板片放入质量浓度为10%~20%的盐酸溶液中浸泡2h~12h，然后取出，用压力低于1Mpa的高压水枪冲洗板片表面的酸溶液以及残留的碎垢，彻底将板片表面清除干净后，进行组装待用。
5.根据权利要求1所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述步骤（ⅱ）中控制蒸发罐内NaCl晶体固液百分比在10%~40%，硫酸钙含量在10 g/l ~30g/l。
6.根据权利要求1所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述步骤（ⅱ）中蒸发罐生成的二次蒸汽加温加压形成饱和蒸汽的具体方法为：二次蒸汽经挡板除沫器进行第一次洗汽，去除二次蒸汽中夹带的较大体积的飞沫、液滴及NaCl，CaSO4，MgSO4杂质；再进入洗汽塔，经高温冷凝水喷淋洗涤，丝网除沫器过滤，得到纯净的水蒸气，进入单级机械蒸汽压缩机，对低品位的二次蒸汽进行加温加压，得到高品位过热蒸汽；通过对蒸汽喷淋高温冷凝水，消除过热度，形成饱和蒸汽进入加热室作为热源加热卤水循环利用。
7.根据权利要求1所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述步骤（ⅲ）中通过水力旋流器底部阀门控制底流外排量在30m3/h ~70m3/h，外排液硫酸钙含量在30g/l ~40g/l。
8.根据权利要求1所述的一种非净化硫酸钙型卤水热泵制盐工艺，其特征在于：所述步骤（ⅲ）外排浓缩母液在外排管道中兑入40℃~60℃白水20 m3/h ~40m3/h，使外排母液降温到90℃~110℃后进入石膏浆桶，经18h~40h降温、沉降后，再经板框压滤机压滤后生产出副产品石膏。
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