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制盐工艺
制盐工艺
第一章卤水净化车间工艺描述
1.1设计依据
表1-1:
卤水净化工程原卤的成分及其含量
净化能力(万m3/年)225.85
有效生产时刻(h)8000
NaCl/(g/l)290
Mg2+/(g/l)0.05CaSO4(g/l)2.04
Ca2+/(g/l)0.60MgSO4(g/l)0.25
密度(kg/m3)1200
夏季(℃)20
冬季(℃)7
1.2卤水净化的必要性
卤水净化是指利用物理和化学的方法除去卤水中的杂质的一种工艺。
几乎所有的卤水
都含有Ca2+、Mg2+杂质,而Ca2+、Mg2+杂质的阻碍表现在对产品质量的阻碍和对生产过程
的阻碍。
由于CaSO4具有逆溶解度的特性,在卤水输送、预热、蒸发过程中析出,附着在管道
的设备的壁上而结垢,会严峻降低传热系数,垢层越大,使传热系数下降越大,从而使设备
生产能力降低。
垢层的排除会延长有效工作时刻,有效生产量。
卤水中的CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2
等杂质会使卤水的沸点升高,粘度增大,因而降低有效传热温度差;另外,杂质越多,真空
制盐的母液排放量越大,一方面使热量增大(即能耗高);另一方面降低了NaCl的回收率。
1.3卤水净化方法及其流程讲明
1.3.1卤水净化方法
采纳石灰-芒硝-二氧化碳法进行净化处理。
1.3.2流程讲明
1.3.2.1一级反应桶对原卤的处理
1)一期卤水净化工程一级反应桶对原卤的处理
高硝卤连续泵入原卤桶(T-110A/B)。
通过原卤泵(P-110)将原卤分批泵入一级反应桶(T-121~T-123),在一级反应桶(T-121~T-123)开始搅拌前,通过石灰乳泵(P-185)加入来自石灰乳储备桶(T-184)的石灰乳。
在搅拌终止前,通过一级絮凝剂计量泵(P-171)添加来自一级絮凝剂配置桶(T-171)的一级反应絮凝剂。
关闭搅拌器进行泥浆沉淀。
沉淀后,卤水通过卤水泵(P-121)泵入二级反应桶(T-131~T-133),沉淀的泥浆由一级反应泥浆泵(P-151/152)泵入一级反应泥浆桶(T-151)。
整个过程终止后,反应进行了一个循环,并为下一个循环做好预备。
每个循环过程连续约16.2小时。
由于有三个反应桶,因此每个桶能够在5.4小时内交换一次来自T-110A/B的原卤。
举例来讲:
当T-121澄清时,T-122正在添加絮凝剂溶液,T-123正在添加石灰乳。
注意:
由于冬季的原卤温度较低,可将原卤泵入板式换热器(HE-110)进行换热,换热后的卤水再打入原卤桶(T-110A/B)。
即对原卤进行预热。
1.3.2.2二级反应桶对一级卤的处理
1)卤水净化工程二级反应桶对一级卤的处理
通过卤水泵(P-121)将(二期)一级反应桶(T-121~123)内的卤水分批泵入(二期)二级反应桶(T-131~T-133)的其中一个二级反应桶内,进料同时加入来自二级滤液桶(T-163B)内的二级溢流卤水,当(二期)二级反应桶(T-131~T-133)进卤时,烟道气从桶底通入。
当卤水加入完毕后,在搅拌装置开启前,通过二期纯碱液泵(P-192)加入来自纯碱储存桶(T-191A/B)中的纯碱溶液。
在搅拌终止前,通过二级絮凝剂计量泵(P-172)将二级絮凝剂配制桶(T-172B)内的二级反应絮凝剂泵入二级反应桶(T-131~T-133)内。
关闭搅拌器进行泥浆沉淀。
在沉淀终止后,通过卤水泵(P-131)将二级反应桶的卤水泵入精卤桶(T-140)。
最后,利用二级反应泥浆泵(P-161~P-162)将泥浆送入二级反应泥浆桶(T-161)。
整个过程终止后,反应完成一个循环并为下一循环作好预备。
每个循环连续约16.2小时。
由于二级反应也有三个反应桶,每5.4小时用其中一个桶交换一级反应桶的卤水一次。
例如:
当T-131碳化时,T-132澄清立即终止,T-133正在澄清。
将二级反应桶(T-131~T-133)内的卤水分批泵入精卤桶(T-140),精卤泵(P-140A/B)只有其中一个运行连续运行,另一个备用。
1.3.2.3沉淀物分离与处理
1)一级反应所产生的泥浆处理
一级反应桶(T-121~T-123)产生的沉淀物泵入一级反应泥浆桶(T-151)。
一级反应泥浆桶(T-151)桶设有搅拌装置幸免泥浆的沉降。
一级泥浆泵(P-151)将一级反应泥浆桶(T-151)内的泥浆连续泵入一级反应泥浆沉降桶(T-152),一级反应泥浆沉降桶(T-152)的卤水从泥浆中分离出来。
在一级反应泥浆沉降桶(T-152)内安装刮刀(AG-152)将浓缩的泥浆连续刮下。
分离出卤水溢流流入一级滤液桶(T-153)。
泥浆从一级反应泥浆沉降桶(T-152)出来后,由一级泥浆泵(P-152)连续泵入一级转鼓真空过滤机(T-154),其中滤液利用一级真空泵(P-157)被吸入了一级汽水分离器(SP-154),一级汽水分离器(SP-154)内卤水进一步由一级滤液泵(P-156)送入一级滤液桶(T-153)。
由一级转鼓真空过滤机(T-154)过滤后的滤饼从转鼓刮下来,掉进仓库车间作最后处理。
2)二级反应所产生的泥浆处理
二级反应桶(T-131~T-133)产生的沉淀物泵入二级反应泥浆桶(T-161)。
二级反应泥浆桶(T-161)桶设有搅拌装置幸免泥浆的沉降。
二级泥浆泵(P-161)将二级反应泥浆桶(T-161)内的泥浆泵入二级反应泥浆沉降桶(T-162),二级反应泥浆沉降桶(T-162)的卤水从泥浆中分离出来。
在二级反应泥浆沉降桶(T-162)内安装刮刀(AG-162)将浓缩的泥浆连续刮下。
分离出卤水溢流流入二级滤液桶(T-163)。
泥浆从二级反应泥浆沉降桶(T-162)出来后,由二级泥浆泵(P-162)泵入二级转鼓真空过滤机(T-164),其中滤液利用二级真空泵(P-167)被吸入了二级汽水分离器(SP-164),二级汽水分离器(SP-164)内卤水进一步由二级滤液泵(P-166)送入二级滤液桶(T-163)。
由二级转鼓真空过滤机(T-164)过滤后的滤饼从转鼓内刮下来,掉进车间作最后处理。
1.3.2.4反应过程药品的添加
1)一级反应桶石灰乳的添加
一级反应石灰的添加是分批定量的,将石灰仓(T-181)内的石灰通过石灰称重料仓(T-182)称重后再通过螺旋输送机(SC-182)送入石灰配置桶(T-183),利用一级溢流桶(T-153)内的卤水进行配制,外加搅拌器AG-183对其搅拌。
利用石灰乳泵(P-183)将石灰乳送至石灰乳储存桶(T-184)储存,然后利用石灰乳泵(P-185)送往一级反应沉清桶(T-121~T-123)所需的桶内。
配制石灰乳应该包括10%的固体石灰。
一级反应桶(T-121~123)总进料量
为2602Kg/(桶·批);
2)一级反应桶絮凝剂的添加
一级反应絮凝剂的添加是分批定量的,絮凝剂送一级絮凝剂配制桶(T-171),高温
冷凝水对其进行稀释,外加搅拌器AG-171对其搅拌。
利用一级絮凝剂计量泵
(P-171)将絮凝剂溶液送往一级反应沉清桶(T-121~T-123)所需的桶内;
二级反应絮凝剂的添加是分批定量的,絮凝剂送二级絮凝剂配制桶(T-172),高温
冷凝水对其进行稀释,外加搅拌器AG-172对其搅拌。
利用二级絮凝剂计量泵
(P-172)将絮凝剂溶液送往二级反应沉清桶(T-131~T-133)所需的桶内;
注意:
絮凝剂溶液成分应该基于实践体会。
3)二级反应桶纯碱溶液的添加
二级反应纯碱的添加是分批定量的,纯碱通过人工将纯碱送入纯碱配置桶(T-191A/B),利用二级溢流桶(T-163)内的卤水进行配制,外加搅拌器AG-191A/B对其搅拌。
利用纯碱液泵(P-192),将纯碱溶液送至二级反应沉清桶(T-131~T-133)所需的桶内;
配制的溶液应该包括?
%的固体纯碱。
二级反应桶(T-131~133)总进料量
为?
Kg/(桶·批);
1.3.3效用
1.3.3.1烟道气
烟道气加入二级反应桶为二级反应过程提供CO2
1.3.3.2密封水
绝大多数泵考虑密封水。
1.3.3.3冷凝水
高温冷凝水用于絮凝剂溶液的配制。
1.3.3.4冲洗水
冲洗水用于冲洗一级泥浆桶(T-151)到一级泥浆沉降桶(T-152)的管线、一级泥浆沉降桶(T-152)到一级转鼓真空过滤机(T-154)的管道和一级反应桶(T-121~T-123)排泥浆的管道。
(二级同上)
1.3.4操纵系统
车间应该由DCS系统进行操纵和监控,DCS系统位于综合楼内。
各个桶内的液位由一体式超声波物位仪监测。
石灰乳和纯碱溶液的流量由流量计进行操纵。
反应桶的澄清情形、转鼓真空过滤机的运行情形、泥浆的洗涤情形、纯碱和石灰乳以及
絮凝剂的配制由视频进行监控。
1.4烟道气压缩车间
1生产规模
烟道气压缩车间是为卤水净化车间提供co2的烟道气(co2含量10%计),按照卤水净化生产规模,确定压缩车间的供气能力为3300M3\h.
2生产方法
烟道气经洗涤后,采纳水环式压缩机抽取,压缩送入卤水净化车间。
3车间特点
烟道气压缩为间歇操作,布置在本工程南面的镇江宏顺电厂内,所需水,电按照中盐镇江有限公司与镇江宏顺热电有限公司签署的<蒸气、烟道气、循环水供应合作协议>由镇江宏顺地热电有限公司提供。
4要紧设备
烟道气采纳水环压缩机压缩输送。
该机具有对被压缩气体要求低,压力稳固、适中,动力消耗等优点。
生产工艺流程:
石灰乳助沉剂
↓
原卤→一级反应沉清→泥浆脱水
↓一级净化卤水
助沉剂→二级反应沉清→泥浆脱水
↓
烟道气↗过滤→净化车间去制盐
5要紧设备
净化车间要紧设备除泵类外,其它要紧设备如反应沉清罐,原卤罐、化碱桶等均为非标设备,全部为国内采购或加工制造。
泥浆脱水采纳转鼓真空过滤机,该机泥浆过滤成效好,价格廉价,修理方便。
二、盐硝车间
2.1生产规模
本工程盐硝车间为年产60万吨真空精制盐,副产无水硫酸钠3.25万吨,粉盐1万吨。
2.2生产方法
从硫酸钠氯化钠型矿盐卤水中分离盐硝的盐硝联产工艺,要紧有真空制盐+冷冻提硝工艺、真空制盐+盐析法提硝工艺以及真空制盐+母液回收工艺有可分为单效机械热压缩制盐+母液回收法工艺(MVR)和多效真空蒸发+母液回收工艺(ME)。
真空制盐、母液回收法提硝工艺:
投资与真空制盐、冷冻析硝工艺相当及真空制盐、母液回收工艺提硝工艺高,单位产品消耗蒸汽,电量较为小,产品氯化钠和硫酸钠的质量高。
真空制盐、母液回收法提硝工艺:
即卤水第一进行真空蒸发制盐,浓缩后的母液进入母液回收系统,在母液回收系统内盐、硝分不在盐罐、硝罐内结晶析出。
析出的盐、硝从盐(硝)腿排、出,然后进行增稠、离心脱水,湿盐一部分经输盐栈桥直截了当去厂区北面的仓储车间,另一部分进入干燥床通过输盐栈桥去厂区北面的仓储车间;无水硫酸钠经干燥后至包装车间,粉盐送至包装间进行包装。
2.3工艺流程
精卤分级预热
201202203204205
301302303HE305HE306HE307
硝离心干燥盐离心干燥
成品硝包装粉盐包装成品盐去仓储车间
2.4工艺流程简述
卤水净化车间来的精卤水去精卤桶,并与来自制盐离心机的虑液混合,加压后经预热器进行分效预热,与二次蒸汽或冷凝水进行热交换,加热后的卤水混合卤水分不进入200系统地制盐蒸发罐。
卤水在制盐蒸发罐内蒸发结晶,析出的盐经卤水淘洗后排入盐浆桶,再经盐增稠器增稠后进入离心机;各效浓缩后的上清夜依次转入下一效蒸发罐。
205的上清液经三级预热后转入300系统地析硝罐301。
卤水在301内升温蒸发析硝,析出的硝经卤水淘洗后排入硝浆桶,再经硝增稠器增稠后进入离心机;清夜靠压差流入闪发罐。
高温卤水在闪发罐内经二级闪发,闪发后的母液由转料泵泵入205。
进入离心机的盐浆经分离脱水后,一部分湿盐进入盐干燥床进行干燥,干燥后的成品盐通过输盐栈桥送至厂区北面的仓储内进行车间包装,另一部分湿盐直截了当通过输盐栈桥送至厂区北面仓储车间转运。
进入离心机内的硝浆桶经分离脱水后进硝干燥床干燥,干燥后的成品硝在车间包装间内就地包装后入库;粉盐亦包装间内包装。
盐离心分离机的母液进入盐滤液桶,由滤液泵送至精卤桶;硝离心分离机的母液进入硝滤液桶,由滤液泵送至205。
热电站来的中压蒸汽通过减温后经200系统地蒸汽喷射器进入201加热室,低压蒸汽与卤水换热后冷凝,冷凝水流入vp201,经预热器与卤水换热,再经闪发后与300系统的301加热室的蒸汽冷凝水混合,并与卤水换热后回热电站。
201的二次蒸汽一部分用来预热卤水,另一部分进入202加热室作为下一效蒸发罐的加热源。
冷凝水流入VP202,再进入VP203闪发回收部分热量。
202的二次蒸汽一部分用来预热卤水,另一部分进入VP203加热室,冷凝水进入VP203与VP202来冷凝水流入VP204闪发回收部分热量。
203的二次蒸汽一部分用来预热卤水,另一部分进入204加热室,冷凝水流入VP204与VP203来的冷凝水一并进入VP205闪发回收部分热量。
204的二次蒸汽进入205加热室,冷凝水流入VP205与VP204来的冷凝水在VP205混合,经闪发后,泵入板式换热器进行预热卤水后回冷凝水桶T601.205的二次蒸汽一部分用来预热卤水,另一部分进入大气冷凝器经循环水冷却后进入循环水系统。
热电站来的中压蒸汽经减温后经300系统地蒸汽喷射器进入301的加热室,冷凝水进入T302闪发后进入201冷凝水系统再进行闪发,与卤水换热后与200系统的冷凝水一同回热电站。
二次蒸汽经除沫器除沫后,一部分被蒸汽喷射器抽回进入301加热室,另一部分作为预热器的热源,冷凝后进入VP302再流入VP303,闪发后泵入VP205再经闪发,与VP205的冷凝水混合一同去预热卤水换热后去T601。
301的上清液靠压差流入闪发罐302,302闪发的二次蒸汽预热卤水,冷凝后流入VP302再进入VP303闪发回收部分热量。
302闪发后的上清液流入闪发罐303,303闪发的二次蒸汽作为预热器的极热热源,冷凝后的冷凝水进入VP303与VP302来的冷凝水一并进入VP205。
经闪发后去预热卤水。
303的上清夜泵回205闪发析盐。
冷空气经盐(硝)热鼓风机送至空气加热器后进入盐硝干燥床,冷风鼓风机来的空气进入盐硝干燥床的冷床。
出来的废气经旋风分离器及湿式除尘器二级除尘后,由引风机排空。
旋风分离器分离出来的粉盐经气力输送至粉盐料仓进行包装,粉硝与硝干燥床出来的成品硝进入硝料仓进行包装。
2.5要紧设备选型
非标设备设计
结构型式选择
本工程主体非标设备——采纳轴向进料外热式强制循环蒸发罐。
设备具有内流速高,强化传热,减缓加热管内和蒸发罐壁结垢,生产强度大,减轻热短路现象,提升有效传热温差,循环泵涡旋损小,循环阻力低等优点。
材料选择
按照现时期制盐设备材料使用体会,结合行业特点,经多方了解各种材料在各工况下的使用情形,本工程主体设备——蒸发罐的选材方案如下:
加热管材料的选择:
201,202选用TA10钛合金罐,其他加热时和预热器用加热管选用TA2纯钛管,执行标准为GB/T3625-2007(热交换与冷凝器用钛及钛合金管)。
蒸发室壳体材料要紧采纳不锈钢复合板。
关于复层材料的选择,通过近段时刻的调研和企业的实际使用情形,316L不锈钢完全能满足要求,本工程蒸发设备复层材料均采纳316L不锈钢复合钢板。
2)通用设备的选择
循环泵:
拟选用国外进口设备。
与同类国内产品相比,具有结构合理,效率高,噪音低,使用寿命长,修理量小等优点。
真空设备:
选用一级蒸汽喷射器加一级水环式真空泵真空系统。
该系统运行稳固可靠,真空度高,修理量小。
干燥设备:
采纳国内内热式沸腾干燥床,该设备与其他干燥床相比节能成效十分明显。
2.6工艺管道
盐硝车间卤水及盐浆(硝浆)管道采纳316L不锈钢管,蒸汽采纳Q235-B焊接钢管,二次蒸汽管采纳316L复合板卷管,车间内以架空管为主。
盐硝车间预热后的卤水管,盐硝浆管及蒸汽管按照要求采纳复合硅酸盐材料进行保温,保温要求按(工业设备及管道绝热工程设计规范)GB50264-97执行。