CN113577799B - Mvr热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法 - Google Patents

Mvr热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法 Download PDF

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Abstract

MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，包括蒸发结晶工序，卤水处理工序，蒸汽处理工序，冷凝水处理工序，不凝气处理工序；所述蒸汽处理工序，将生蒸汽通入MVR蒸发装置和空气预热器；各效蒸发出的二次蒸汽分别经除沫器除去夹带的雾沫后，汇总进入到洗气塔，在洗气塔内经循环的冷凝水洗涤后，进入到蒸汽压缩机压缩；在压缩机中对二次蒸汽进行压缩后进入到各效加热室作为热源；本发明的运用方法能够减少40.5%的能耗；项目建设周期只有8个月；厂房少、占地少，设备设施投入少；投资回收期只有3.34年。

Description

MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法
技术领域
本发明涉及制盐技术领域，具体涉及MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法。
背景技术
MVR是机械式蒸汽再压缩技术(mechanical vapor recompression )的简称，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。
原有多效真空制盐生产一般由电站锅炉烧煤产生蒸汽，用蒸汽发电，发电后的蒸汽再用于真空制盐，但是，随着煤炭价格的不断上升，以及国家对企业的环保、达标排放提出了更高要求，真空制盐生产企业面临着巨大的生存压力，为了使制盐成本不因煤炭价格的上升和环保投入的增加而引起成本大幅上升，MVR热泵蒸发制盐技术在行业内就成了比较好的选择，不再要电站及锅炉烧煤，减少了煤炭价格上升、环保投入增加对成本的影响。
MVR热泵蒸发制盐技术如何运用到现有真空制盐蒸发装置中，有两个方法，一是新建，二是技术改造，新建投资大，现有装置就闲置，造成资产浪费。技术改造可减少投资，现有资产得到充分利用，避免造成资产闲置，对MVR热泵蒸发制盐工艺技术运用到多效真空制盐装置，但是目前国内还没有成功的经验，而且由于多效真空制盐工艺具有有效温差大的特性，而MVR技术有效温差相对较小，同等加热面积的情况下，多效真空制盐装置产能要大于MVR热泵蒸发制盐，所以如何在提高制盐产能的同时降低能耗，是现在急需解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，能够实现工艺先进、结构简单，环保、降低能耗的同时，实现设备投资省，建设周期短，制盐产能高的发明目的。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，包括蒸发结晶工序，卤水处理工序，蒸汽处理工序，冷凝水处理工序，不凝气处理工序。
所述蒸汽处理工序，由界区来的生蒸汽共两支，第一支生蒸汽进入到MVR蒸发装置；第二支生蒸汽进入到空气预热器；
各效蒸发出的二次蒸汽分别经除沫器除去夹带的雾沫后，汇总进入到洗气塔，在洗气塔内经循环的冷凝水洗涤后，进入到蒸汽压缩机，经压缩机压缩；
在压缩机中对二次蒸汽进行压缩，压缩至温度为115-117℃，压力为169-170KPa，然后进入到各效加热室作为热源，对各效料液进行加热。
所述第一支生蒸汽和第二支生蒸汽的体积比是1:0.9-1.1。
所述蒸汽压缩机的进口介质为饱和水蒸气，进口流量为57900-58100kg/h，进口压力为87-88KPa，进口温度为95-97℃，出口压力位169-170KPa。
所述冷凝水处理工序，各效加热室冷凝下来的冷凝水汇总后进入冷凝水平衡桶，汇合后的冷凝水经冷凝水泵加压后分为两支；第一支作为洗气塔补充水和压缩机出口减温水进入系统，第二支依次进入冷凝水一级预热器、冷凝水二级预热器预热原卤，经充分利用其热能后进入到冷凝水桶暂存；
进入空气预热器的生蒸汽冷凝水，压力自流进入到冷凝水平衡桶，闪蒸后，与冷凝水平衡桶内冷凝水混合；
冷凝水桶内的冷凝水经冷凝水外送泵送到化盐桶，循环利用，部分冷凝水经密封及冲洗水泵加压后，作为泵的密封水和冲洗水进入系统。
所述不凝气处理工序，各效加热室的不凝气经汇总后，进入到不凝气预热器，混合生蒸汽对原卤进行预热，充分冷凝其夹带的蒸汽后，将冷凝后的不凝气放空。
所述不凝气与生蒸汽的体积比为3:1.8-2.2。
所述不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为68%-72%，不凝气的温度为95-98℃。
所述冷凝后的不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为78-82%。
所述蒸发结晶工序，将来自盐池的海盐，经洗盐工序后，送到洗盐堆场暂存；暂存后的固体盐经原盐料斗进入到圆盘给料机定量供料到原盐皮带；
由原盐皮带输送到化盐桶，与蒸发装置过来的冷凝水混合，溶解，制成精卤，进入蒸发干燥系统；
将精卤池暂存的精卤经原卤泵送到过滤器过滤，过滤后的精卤进入到混料桶成为卤水；
混料桶内的卤水经混料泵泵送到二级预热器与冷凝水进行换热升温后得到精卤；换热后的精卤分为两支，一支做为淘洗水，经各效盐腿进入蒸发室，淘洗盐浆；
一支进入到离心母液桶与离心母液混合后得到混合卤水；
混合卤水经离心母液泵泵送到冷凝水一级预热器与冷凝水进行换热升温至98-101℃，得到升温后的卤水，升温后的卤水进入到不凝气预热器与不凝气和生蒸汽进行换热升温，待升温至泡点温度后与循环液混合，得到混合后的升温卤水；
将混合后的升温卤水经循环泵加压至0.025-0.035Mpa后进入各效强制循环加热室，在加热室内与壳程的二次蒸汽进行换热升温得到升温后的循环液，将升温后的循环液通入到蒸发室闪蒸结晶，结晶出的盐浆沉降到盐腿，经淘洗卤水淘洗降温后，自流进入到盐浆桶，盐浆桶内的盐浆经盐浆泵送到增稠器，得到增稠后的盐浆，清液溢流回离心母液桶；
将增稠后的盐浆通入离心机，然后将离心后的盐浆通到螺旋输送机，离心后的母液进入离心母液桶，与精卤混合后，返回精卤池中；
各效下循环管排放出部分清液，进入到沉盐器，经沉降后，含少量盐晶体的浓溶液自流进入到盐浆泵进口，与盐浆混合，返回蒸发系统；清液溢流到排出母液缓冲罐，经排母液泵送到反应桶，然后向反应桶内加入纯碱和絮凝剂，将钙离子和其他杂志沉淀后，取上层清液作为精卤；
将湿盐经螺旋输送机送到干燥床，经干燥床干燥后，筛分加碘，进入到包装系统。
所述二级预热器中冷凝水的进口温度为80-84℃，出口温度为65-67℃；
所述卤水在二级预热器进口的温度为53-55℃，在二级预热器出口的温度为67-70℃；
所述离心母液为饱和卤水；
所述不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为68-72%，不凝气的温度为95-97℃；
所述循环液为NaCl溶液，NaCl的浓度为315-320mg/l；
所述混合后的升温卤水的温度为102-105℃；
所述二次蒸汽的温度为115-120℃；
所述升温后的循环液在换热升温后的温度为110-113℃；
所述清液为饱和NaCl溶液，NaCl的浓度为315-320mg/l。
所述卤水处理工序，将原盐溶解后得到的NaCl含量为308-312克/升的卤水输入到反应桶内，加入纯碱调PH值为7.8-8.2，然后输入到沉清桶沉清，得到上层精卤；将上层精卤输送到精卤池，通过混料泵打到预热器，精卤预热至98-101℃后进入循环管，强制循环，然后进入五效蒸发系统；在五效蒸发系统中时将压缩机出口蒸汽压力控制在169-170kpa，蒸发室压力控制在-0.001Mpa，待蒸发罐浓缩结晶后将各效蒸发罐排出的盐浆先在盐腿中进行淘洗，排出盐浆，所述盐浆的固液体积比为3：1.8-2.2；待盐浆进入盐浆桶再次洗涤，再通入进入增稠器中，增稠至体积分数为78-82%的盐浆；将增稠至78-82%的盐浆通入离心机进行脱水得到2.8-3.2%水分的湿盐，输送至干燥床烘干，得到水分含量为0.07-0.09%的干盐，经振动筛筛分输送至成品罐进行分装。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，与多效真空蒸发制盐工艺比较，具有工艺先进、结构简单，环保、节约能源的效果，与未加装MVR机械热压系统相比，能够减少40.5%的能耗。
（2）本发明的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，与多效真空蒸发制盐同等产能比较，具有设备投资省，建设周期短的效果，本发明的项目建设周期只有8个月。
（3）本发明的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，与多效真空蒸发制盐同等产能比较，具有厂房少、占地少，设备设施投入少的效果。
（4）本发明的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，投资回收期短，投资回收期只有3.34年。
（5）本发明的MVR热泵蒸发制盐制备的精制盐，符合《食品安全国家标准食用盐》（GB 2721-2015）及《食用盐》国标（GB/T5461-2016）优级精制盐标准。
附图说明
图1为卤水工艺流程简图；
图2为制盐工艺流程简图；
图3为多效改造MVR蒸发系统流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
如图2所示，MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的蒸发结晶工序，具体步骤包括：
1.将来自盐池的海盐，经洗盐工序后，送到洗盐堆场暂存；暂存后的固体盐经原盐料斗进入到圆盘给料机定量供料到原盐皮带；由原盐皮带输送到化盐桶，与蒸发装置过来的冷凝水混合，溶解，制成精卤，进入蒸发干燥系统。
2.将精卤池暂存的精卤经原卤泵送到过滤器过滤，过滤后的精卤进入到混料桶成为卤水；混料桶内的卤水经混料泵泵送到二级预热器与冷凝水进行换热升温后得到精卤；
所述二级预热器中冷凝水的进口温度为82℃，出口温度为66℃；
所述卤水在二级预热器进口的温度为54℃，在二级预热器出口的温度为68℃。
3、换热后的精卤分为两支，一支做为淘洗水，经各效盐腿进入蒸发室，淘洗盐浆；一支进入到离心母液桶与离心母液混合后得到混合卤水；
所述离心母液为饱和卤水。
4、混合卤水经离心母液泵泵送到冷凝水一级预热器与冷凝水进行换热升温至98-101℃，得到升温后的卤水，升温后的卤水进入到不凝气预热器与不凝气和生蒸汽进行换热升温，待升温至泡点温度后与循环液混合，得到混合后的升温卤水。
所述不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为70%，不凝气的温度为96℃。
所述循环液为NaCl溶液，NaCl的浓度为318mg/l。
所述混合后的升温卤水的温度为104℃。
5、将混合后的升温卤水经循环泵加压至0.03Mpa后进入各效强制循环加热室，在加热室内与壳程的二次蒸汽进行换热升温得到升温后的循环液，将升温后的循环液通入到蒸发室闪蒸结晶，结晶出的盐浆沉降到盐腿，经淘洗卤水淘洗降温后，自流进入到盐浆桶，盐浆桶内的盐浆经盐浆泵送到增稠器，得到增稠后的盐浆，清液溢流回离心母液桶；
所述二次蒸汽的温度为117℃；
所述升温后的循环液在换热升温后的温度为111℃；
所述清液为饱和NaCl溶液，NaCl的浓度为318mg/l。
6、将增稠后的盐浆通入离心机，然后将离心后的盐浆通到螺旋输送机，离心后的母液进入离心母液桶，与精卤混合后，返回精卤池中。
7、各效下循环管排放出部分清液，进入到沉盐器，经沉降后，含少量盐晶体的浓溶液自流进入到盐浆泵进口，与盐浆混合，返回蒸发系统；清液溢流到排出母液缓冲罐，经排母液泵送到反应桶，然后向反应桶内加入纯碱和絮凝剂，将钙离子和其他杂志沉淀后，取上层清液作为精卤。
8、将湿盐经螺旋输送机送到干燥床，经干燥床干燥后，筛分加碘，进入到包装系统。
实施例2
如图1所示，MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的卤水处理工序，具体步骤包括：
1、将原盐溶解后得到的NaCl含量为310克/升的卤水输入到反应桶内，加入纯碱调PH值为8，然后输入到沉清桶沉清，得到上层精卤；
2、将上层精卤输送到精卤池，通过混料泵打到预热器，精卤预热至98-101℃后进入循环管，强制循环，然后进入五效蒸发系统；
3、在五效蒸发系统中时将压缩机出口蒸汽压力控制在169.1kpa，蒸发室压力控制在-0.001Mpa，待蒸发罐浓缩结晶后将各效蒸发罐排出的盐浆先在盐腿中进行淘洗，排出盐浆，所述盐浆的固液体积比为3：2。
3、待盐浆进入盐浆桶再次洗涤，再通入进入增稠器中，增稠至体积分数为80%的盐浆；
4、将增稠至80%的盐浆通入离心机进行脱水得到3%水分的湿盐，输送至干燥床烘干，得到水分含量为0.08%的干盐，经振动筛筛分输送至成品罐进行分装。
实施例3
如图3所示，MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的蒸汽处理工序，具体步骤包括：
1、由界区来的生蒸汽共两支，第一支生蒸汽进入到MVR蒸发装置，作为系统开车热源和系统正常运行的补充热源；第二支生蒸汽进入到空气预热器，预热空气，作为干燥系统热源；
所述第一支生蒸汽和第二支生蒸汽的体积比是1：1。
2、各效蒸发出的二次蒸汽分别经除沫器除去夹带的雾沫后，汇总进入到洗气塔，在洗气塔内经循环的冷凝水洗涤后，进入到蒸汽压缩机，经压缩机压缩；
所述蒸汽压缩机的进口介质为饱和水蒸气，进口流量为58000kg/h，进口压力为87.7KPa，进口温度为96℃，出口压力位169.1KPa。
3、在压缩机中对二次蒸汽进行压缩，压缩至温度为116℃，压力为169.1KPa，然后进入到各效加热室作为热源，对各效料液进行加热。
实施例4
MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的冷凝水处理工序，包括：
各效加热室冷凝下来的冷凝水汇总后进入冷凝水平衡桶，汇合后的冷凝水经冷凝水泵加压后分为两支；第一支作为洗气塔补充水和压缩机出口减温水进入系统，第二支依次进入冷凝水一级预热器、冷凝水二级预热器预热原卤，经充分利用其热能后进入到冷凝水桶暂存。
进入空气预热器的生蒸汽冷凝水，压力自流进入到冷凝水平衡桶，闪蒸后，与冷凝水平衡桶内冷凝水混合。
冷凝水桶内的冷凝水经冷凝水外送泵送到化盐桶，循环利用，部分冷凝水经密封及冲洗水泵加压后，作为泵的密封水和冲洗水进入系统。
MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的不凝气处理工序，包括：
各效加热室的不凝气经汇总后，进入到不凝气预热器，混合生蒸汽对原卤进行预热，充分冷凝其夹带的蒸汽后，将冷凝后的不凝气放空。
所述不凝气与生蒸汽的体积比为3:2。
所述不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为70%，不凝气的温度为96℃。
所述冷凝后的不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为80%。
实施例5
使用实施例1的方法对山东某盐场5万吨/年多效真空制盐进行MVR技术升级改造，改造后的建设目标为年产12万吨精制盐。
主要原辅材料、燃料需用量，如下表所示：
Figure 217903DEST_PATH_IMAGE001
总投资3605.13万元，正常生产年销售收入为5280.00万元，按节能收益计算投资回收期为3.34年，含建设期8个月。
现有四效生产装置能耗形状为：吨盐耗电34kwh，吨盐耗蒸汽1.15t。按现行运行价格计算，两项共计322.46元；
利用现有四效蒸发装置加装MVR机械热压系统后的能耗为：吨盐耗电206.64kwh，吨盐耗蒸汽0.19t。按现行运行价格计算，两项共计191.98元。
具体的能耗比较见下表：
Figure 919011DEST_PATH_IMAGE002
按本次升级改造项目的最终产量12万吨/年食用盐计算，只此一项收益，企业便可得到每年近1565.74万元。
模拟投资回收计算见下表：
Figure 642117DEST_PATH_IMAGE003
由上表可得，项目的模拟投资回收期3.34年（含建设期8个月）。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，包括蒸发结晶工序，卤水处理工序，蒸汽处理工序，冷凝水处理工序，不凝气处理工序；
所述蒸汽处理工序，由界区来的生蒸汽共两支，第一支生蒸汽进入到MVR蒸发装置，第二支生蒸汽进入到空气预热器；
各效蒸发出的二次蒸汽分别经除沫器除去夹带的雾沫后，汇总进入到洗气塔，在洗气塔内经循环的冷凝水洗涤后，进入到蒸汽压缩机，经压缩机压缩；
在压缩机中对二次蒸汽进行压缩,压缩至温度为115-117℃，压力为169-170KPa，然后进入到各效加热室作为热源，对各效料液进行加热；
所述第一支生蒸汽和第二支生蒸汽的体积比是1:0.9-1.1；
所述蒸汽压缩机的进口介质为饱和水蒸气，进口流量为57900-58100kg/h，进口压力为87-88KPa，进口温度为95-97℃，出口压力位169-170KPa；
所述冷凝水处理工序，各效加热室冷凝下来的冷凝水汇总后进入冷凝水平衡桶，汇合后的冷凝水经冷凝水泵加压后分为两支；第一支作为洗气塔补充水和压缩机出口减温水进入系统，第二支依次进入冷凝水一级预热器、冷凝水二级预热器预热原卤，经充分利用其热能后进入到冷凝水桶暂存；
进入空气预热器的生蒸汽冷凝水，压力自流进入到冷凝水平衡桶，闪蒸后，与冷凝水平衡桶内冷凝水混合；
冷凝水桶内的冷凝水经冷凝水外送泵送到化盐桶，循环利用，部分冷凝水经密封及冲洗水泵加压后，作为泵的密封水和冲洗水进入系统。
2.根据权利要求1所述的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，所述不凝气处理工序，各效加热室的不凝气经汇总后，进入到不凝气预热器，混合生蒸汽对原卤进行预热，充分冷凝其夹带的蒸汽后，将冷凝后的不凝气放空。
3.根据权利要求2所述的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，所述不凝气与生蒸汽的体积比为3:1.8-2.2。
4.根据权利要求2所述的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，所述不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为68%-72%，不凝气的温度为95-98℃；
所述冷凝后的不凝气的主要组成是氧气，氧气的体积占比为78-82%。
5.根据权利要求1所述的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，所述蒸发结晶工序，将来自盐池的海盐，经洗盐工序后，送到洗盐堆场暂存；暂存后的固体盐经原盐料斗进入到圆盘给料机定量供料到原盐皮带；
由原盐皮带输送到化盐桶，与蒸发装置过来的冷凝水混合，溶解，制成精卤，进入蒸发干燥系统；
将精卤池暂存的精卤经原卤泵送到过滤器过滤，过滤后的精卤进入到混料桶成为卤水；
混料桶内的卤水经混料泵泵送到二级预热器与冷凝水进行换热升温后得到精卤；换热后的精卤分为两支，一支做为淘洗水，经各效盐腿进入蒸发室，淘洗盐浆；一支进入到离心母液桶与离心母液混合后得到混合卤水；
混合卤水经离心母液泵泵送到冷凝水一级预热器与冷凝水进行换热升温至98-101℃，得到升温后的卤水，升温后的卤水进入到不凝气预热器与不凝气和生蒸汽进行换热升温，待升温至泡点温度后与循环液混合，得到混合后的升温卤水；
将混合后的升温卤水经循环泵加压至0.025-0.035Mpa后进入各效强制循环加热室，在加热室内与壳程的二次蒸汽进行换热升温得到升温后的循环液，将升温后的循环液通入到蒸发室闪蒸结晶，结晶出的盐浆沉降到盐腿，经淘洗卤水淘洗降温后，自流进入到盐浆桶，盐浆桶内的盐浆经盐浆泵送到增稠器，得到增稠后的盐浆，清液溢流回离心母液桶；
将增稠后的盐浆通入离心机，然后将离心后的盐浆通到螺旋输送机，离心后的母液进入离心母液桶，与精卤混合后，返回精卤池中；
各效下循环管排放出部分清液，进入到沉盐器，经沉降后，含少量盐晶体的浓溶液自流进入到盐浆泵进口，与盐浆混合，返回蒸发系统；清液溢流到排出母液缓冲罐，经排母液泵送到反应桶，然后向反应桶内加入纯碱和絮凝剂，将钙离子和其他杂志沉淀后，取上层清液作为精卤；
将湿盐经螺旋输送机送到干燥床，经干燥床干燥后，筛分加碘，进入到包装系统。
6.根据权利要求1所述的MVR热泵蒸发制盐在多效真空制盐工艺技术中的运用方法，其特征在于，所述卤水处理工序，将原盐溶解后得到的NaCl含量为308-312克/升的卤水输入到反应桶内，加入纯碱调pH 值为7.8-8.2，然后输入到沉清桶沉清，得到上层精卤；将上层精卤输送到精卤池，通过混料泵打到预热器，精卤预热至98-101℃后进入循环管，强制循环，然后进入五效蒸发系统；在五效蒸发系统中时将压缩机出口蒸汽压力控制在169-170kpa，蒸发室压力控制在-0.001Mpa，待蒸发罐浓缩结晶后将各效蒸发罐排出的盐浆先在盐腿中进行淘洗，排出盐浆，所述盐浆的固液体积比为3：1.8-2.2；待盐浆进入盐浆桶再次洗涤，再通入进入增稠器中，增稠至体积分数为78-82%的盐浆；将增稠至78-82%的盐浆通入离心机进行脱水得到2.8-3.2%水分的湿盐，输送至干燥床烘干，得到水分含量为0.07-0.09%的干盐，经振动筛筛分输送至成品罐进行分装。
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