真空制盐节能工艺探讨.doc

真空制盐节能工艺探讨1、前言真空制盐生产流程按物料与蒸汽的流动方向，其基本流程分为并流(顺流)、逆流、平流、错流四种目前，我国以芒硝型卤水为原料的盐硝联产制盐企业基本上采用顺流工艺，以硫酸钙型卤水为原料的制盐企业大多采用五效石膏晶种法错流生产工艺，个别企业采用五效石膏晶种法逆流生产工艺久大集团引进美国HPD技术，打破了石膏型卤水传统生产工艺，卤水通过烟道气净化去除钙镁等杂质，将石膏型卤水转化成了芒硝型卤水，采用了五效平流进料、分效预热、顺流转母液、分效排盐工艺，从半年的生产情况来看，节能效果还比较明显，下面以久大贡井2号真空同样卤水原料、加热蒸汽条件为例对几种工艺加以简要阐述、比较2、三种五效真空制盐工艺流程简述及比较2.1、逆流进料、顺流转母液、顺流排盐进料系统：卤水经混合冷凝水预热达47℃左右，进Ⅴ效蒸发罐，料液再用转料泵将料液由Ⅴ效转进Ⅳ效，Ⅳ效转进Ⅲ效，Ⅲ效转进Ⅱ效，Ⅱ效转进Ⅰ效；盐浆系统：由Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，Ⅲ效转Ⅳ效，Ⅳ效转Ⅴ效，Ⅴ效集中排盐；母液系统：由Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，Ⅲ效转Ⅰ效顺次转到Ⅴ效，Ⅳ效集中排出特点：全逆流料液通过转料泵由后至前，逐效转料，将热量前移，可提高进罐卤水温度，减少升温热，提高蒸发经济；顺流排盐浆从Ⅰ效顺次转到Ⅴ效排盐，降低了排盐温度，但顺流排盐，部份热量后移，降低热能利用率；逆流转料，每效罐内料液大进大出，石膏晶种、固液比控制较为困难；如进罐浓度较低，五效结晶器出盐就会很少，可能仅仅只起到浓缩作用。

2.2、错流进料、顺流转母液、顺流排盐进料系统：卤水经混合冷凝水预热达47℃左右，进入Ⅴ效，用转料泵平流进Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ效；盐浆系统：由Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，Ⅲ效转Ⅳ效，Ⅴ效集中排盐；母液系统：由Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，Ⅲ效转Ⅳ效，Ⅳ效集中排出特点：此种流程介于平流和全逆流间，五效蒸发罐内料液存在大进大出，石膏晶种、固液比控制比较困难，如进罐料液浓度较低,五效结晶器出盐率就会很低，甚至可能仅仅成为一浓缩罐；料液通过转料泵平流进前四效，由于五效罐内液温仅54℃左右，与前面蒸发罐内液温相差较远，未能接近沸点进料，升温热较大，蒸发经济较低2.3、平流进料、分效预热、顺流转母液、分效排盐进料系统：卤水经混合冷凝水预热达47℃左右，再经预热器分效预热料液接近沸点后平流进Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ效，以减少卤水在蒸发罐内的升温热；盐浆系统：由各效盐脚分别排盐，且在盐脚增加淘洗水，以提高盐质、降低排盐温度到55℃左右；母液系统：由Ⅰ效转Ⅱ效，Ⅱ效转Ⅲ效，Ⅲ效转Ⅳ效，Ⅳ效转Ⅴ效，通过Ⅴ效集中排出特点：平流进料有利于系统的平稳运行，利于罐内母液等浓度的控制；分效预热，使料液接近沸点进罐，减少料液升温热；分效排盐，有利于多品种盐的生产，有利于排盐系统调节；这种流程关键在于分效预热器及淘洗盐脚的运用，否则难以达到节能降耗的效果，但分效预热器易结垢，对卤水要求高。

3、对以上三种流程进行物料、热量平衡计算比较计算依据：原料卤水：NaCL含量291g/L，含微量Ca2+、Mg2+,含Na2SO4在11.5 g/L首效加热蒸汽：P=0.265MPa T=129℃根据以上数据经物料、热量平衡计算后知，第三种流程的蒸发经济明显优于前两种三种流程的汽耗及热经济比较见表1表1制盐生产流程汽耗及热经济比较注：1.流程三需要增加预热器，进罐料液温度接近沸点，盐脚需要增加淘洗装置；2.以上流程一、二流数据是根据久大贡井分公司2#真空设计参数为依据计算，流程三数据是根据久大贡井分公司2#真空现场运行参数为依据计算从表1可以看出，流程二比流程一每吨盐多耗58kg蒸汽，流程三比流程一每吨盐少耗80kg蒸汽，电耗基本差不多(由于流程一、二需要增加逆流转料泵，而流程三需要增加盐脚淘洗水供料泵，同时主供料泵扬程因增加预热器有所提高)节能主要表现在蒸汽消耗上，对于年产60万吨的真空制盐装置来看，流程三最少一年可节约蒸汽600000×80/1000=48000吨在同种卤水和热源条件下，流程三耗能最低，且运行平稳，利于蒸发罐内固液比、母液浓度的控制；但此流程需采用预热器，分效预热卤水接近各效沸点后进罐，以减少升温热；分效排盐，需在盐脚增加淘洗装置，以降低排盐温度。

因此这种流程，需考虑换热管结垢问题，以保证较长周期运行避免其结垢可采用卤水处理、加阻垢剂、三相流技术等方法；盐脚淘洗系统，需调节盐脚洗水量、温度等因此选择哪种流程要根据原料卤水条件、技经分析等综合多方因素定4、生产过程中几点建议除优化的工艺流程能节约大量能源，同时优良的设备是节能，精心操作也是节能的重要因素4.1、优良的设备是节能的条件4.1.1、选择优良的传热设备(换热管材质、壁厚等)，提高传热设备的传热效率；4.1.2、选择好的结晶罐罐形，减少短路温差损失；4.1.3、选择耐NaCl腐蚀的管材、仪表，确保长周期运行；4.1.4、关键运转设备要性能优越，确保长周期运行；4.1.5、选择良好的保温方式，减少散热损失4.2、精心操作是节能的保障4.2.1、适当提高排盐固液比，降低排盐温度，减少外排盐浆带出的热量适当提高排盐固液比不仅有利于盐晶粒的成长，同时减少了盐浆排量，更减少了热量排放，有利于节能降耗盐浆排出热量计算公式：Qn=Cn×T×Jn其中盐浆比热Cn=(C0+Cgθ)/(1+θ)(C0为饱和卤水比热，Cg固体盐比热，θ为排盐固液比)，不难看出排盐固液比越大，盐浆比热越小，排盐温度越低，排出系统的热量就越少。

4.2.2、控制母液排放浓度，减少热量排放随着卤水的蒸发浓缩，在析盐的同时，卤水中的其他杂质(如CaSO4、或Na2SO4等)也会析出，还有一些其他杂质随制盐过程的深入而富集(如CaCl2、MgCl2、MgSO4等)富集的杂质会对制盐生产产生多方面的影响：(1)由于富集的杂质随盐母液而影响盐质；(2)部分杂质的水合力大于NaCl而致其沸点升高；(3)由于它们的富集致溶解态的固形物增大致物料粘度增大而终致同比传热系数减小；(4)由于它们的富集使物料比热下降，终致同比传热温度推动力减小因此从产品质量的稳定还是生产效率的保证，都应使蒸发装置中杂质含量尽量低，但另一方面为减少排料热损和富集杂质及尽量提取NaCl，应使其浓缩倍数尽量大为此，在工艺允许的条件下，应提高排母液的浓度减少排料热损4.2.3、尽量利用末效二次蒸汽热能，降低热量损失在真空制盐生产中，末效二次蒸汽热能损失是整个系统热能损失较大的，增加尾气预热器既可预热卤水，回收部份热量，又可减少末效二次蒸汽排放量，进而减少冷却水用量4.2.4、减少白水进系统，提高有效蒸发率真空制盐是通过蒸发卤水中的水分得到结晶盐，蒸发的水分越少，能耗越低而生产中难免会有冲洗、密封等白水进入，无形中增大了系统的蒸发水量，控制好白水入系统是提高蒸发经济的有效途径之一。

进入系统的白水主要来自于：(1)泵密封泄漏；(2)冲洗地面白水混入卤水地坑；(3)设备反冲洗水、透洗水等；(4)离心机冲洗水；(5)旋风分离器化盐白水；(6)湿式除尘器化盐白水；(7)洗、煮罐时兑水因此，减少外来白水是节能降耗的重要方面4.2.5、杜绝跑冒滴漏，提高NaCl回收率，除管道、泵、阀泄漏外，还有以下重要漏点：(1)离心机湿盐皮带处，大量成品盐撒落在地，大都化水回收，给能源造成严重的浪费；(2)旋风分离器粉盐浪费，由于盐质和冷热风机风量等因素，会造成大量的结晶盐在此化水，严重浪费能源；(3)沸腾床死床、结垢时煮洗床时，大量成品盐在此化水，浪费大量能源；(4)包装运输过程中成品盐的浪费，皮带运输过程中，大量粉盐飞溅，同时包装过程中破包、散盐回收等都给成品盐造成极大浪费4.2.6、煮罐、洗罐，兑水化盐、降温造成大量能源浪费，因此长周期运行能节约大量的能源4.2.7、控制适合的液位，减少压头损失蒸发室的蒸发实际上就是料液的闪发过程，料液通过加热室加热后，温度高于罐内料液的温度，进罐后立即闪发正循环，可控制液位在略低于上循环管出口处，充分闪发,减少闪发温差损失，但可能对晶核增加有一定促进作用，造成晶核过多，影响粒径。

相反逆循环方式液位须高于下循环管进口500~1000mm，否则可能会出现掉液现象总之，真空制盐是能耗大户，节能降耗是企业利润的重要来源，各企业都有自己的节能降耗措施，但效果如何，是否还有潜力可挖，有待进一步思考。