氯化鉀銨蒸發(fā)結(jié)晶工藝

宋瑋（石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司，河北 石家莊 050000）

氯化鉀銨蒸發(fā)結(jié)晶工藝

宋瑋（石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司，河北 石家莊 050000）

介紹某化工企業(yè)無(wú)機(jī)復(fù)鹽—氯化鉀銨蒸發(fā)結(jié)晶工藝。

蒸發(fā)結(jié)晶；氯化鉀銨

本文對(duì)某化工企業(yè)無(wú)機(jī)復(fù)鹽廢水—氯化鉀銨進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到21t∕h氯化鉀銨產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)最大程度的資源化利用。氯化鉀銨是重要的無(wú)機(jī)復(fù)合鹽，在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥等行業(yè)應(yīng)用廣泛，隨著其需求量日益增大，氯化鉀銨大型化、連續(xù)化生產(chǎn)成為迫切需要?？紤]其處理量及蒸發(fā)量、物料的沸點(diǎn)升高、運(yùn)行費(fèi)用等，我們采用了三效順流蒸發(fā)結(jié)晶裝置，實(shí)現(xiàn)了大型化的生產(chǎn)。另外，減少了對(duì)環(huán)境的污染，做到了零排放。

1 蒸發(fā)工藝流程

某化工企業(yè)廢水為無(wú)機(jī)復(fù)鹽，主要成分為氯化鉀和氯化銨。綜合其物性，蒸發(fā)過(guò)程中有部分晶體，選用抗鹽析，抗結(jié)垢，適用性能好的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器[1]。氯化鉀銨溶液先經(jīng)過(guò)強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)出部分晶體然后再去結(jié)晶器降溫結(jié)晶析出更多的晶體，工藝流程示意圖見圖1。

圖1 工藝流程示意圖

1.1 物料流程簡(jiǎn)述

氯化鉀銨溶液由上料泵輸送至本工段，經(jīng)過(guò)生蒸汽冷凝水預(yù)熱器提升溫度，進(jìn)入一效蒸發(fā)結(jié)晶器，與殼程的蒸汽換熱，一效的濃縮液利用一效與二效的效間壓力差進(jìn)入二效蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，二效濃縮液利用二效與三效的效間壓力差進(jìn)入三效蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，析出大量氯化鉀和部分氯化銨晶體，固液混合物由三效出料泵輸送至旋液分離器增濃后，進(jìn)入結(jié)晶器，進(jìn)行降溫結(jié)晶，這時(shí)，大部分氯化銨晶體析出，最后通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到氯化鉀銨晶體，母液進(jìn)入母液池，由母液泵輸送回蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)。

蒸發(fā)結(jié)晶器效內(nèi)通過(guò)軸流泵輸送液體，迫使氯化鉀銨溶液以較高速度流過(guò)加熱室進(jìn)入分離室，使流動(dòng)的推動(dòng)力與傳熱、汽化、氣液分離的功能分開[1]，離開蒸發(fā)結(jié)晶器時(shí)達(dá)到了要求的濃度。

1.2 蒸汽及冷凝水流程簡(jiǎn)述

熱源蒸汽與物料換熱冷凝后，進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱氯化鉀銨原料，最后回鍋爐再利用；一效蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)結(jié)晶器換熱，冷凝液進(jìn)入三效蒸發(fā)結(jié)晶器閃蒸；二效蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽進(jìn)入三效蒸發(fā)結(jié)晶器換熱，冷凝液進(jìn)入冷凝水罐，三效蒸發(fā)結(jié)晶器的二次蒸汽進(jìn)入間接冷凝器與冷媒換熱，冷凝液亦收集至冷凝水罐，最后所有二次蒸汽冷凝液由冷凝水泵輸送回前工藝再利用。

2 工藝特點(diǎn)

本工藝對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，特點(diǎn)如下：

（1）本工藝處理量大，熱源采用低壓飽和生蒸汽，末效采用真空操作，降低溶液的沸點(diǎn)，增大推動(dòng)力，設(shè)計(jì)合理的操作參數(shù)和能量匹配，降低熱量損失，同時(shí)配置冷凝水預(yù)熱器提升原料溫度，達(dá)到節(jié)能降耗目的。

（2）強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器的雖應(yīng)用很廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)，但是需要權(quán)衡運(yùn)行費(fèi)和維護(hù)費(fèi)，我們首先將軸流泵配備變頻器，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器來(lái)調(diào)節(jié)軸流泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高泵的效率，達(dá)到節(jié)能效果，降低了運(yùn)行噪音。其次，由于三效的固含量較高，我們優(yōu)化了三效蒸發(fā)結(jié)晶器的內(nèi)部構(gòu)造，使固液混合物中少量的固體進(jìn)行效內(nèi)循環(huán)，降低軸流泵的負(fù)荷。第三，效間利用壓力差進(jìn)行物料輸送，降低了電負(fù)荷，更易操作。

（3）蒸發(fā)結(jié)晶器出料后設(shè)置液分離器，提高出料的濃度，使部分母液返回蒸發(fā)結(jié)晶器，可減小結(jié)晶器的換熱面積，降低了母液間接的熱損失。

（4）蒸發(fā)器液位采用了自動(dòng)控制，通過(guò)進(jìn)料管線上的調(diào)節(jié)閥來(lái)控制各個(gè)蒸發(fā)器的液位，整套系統(tǒng)溫度、壓力等儀表均遠(yuǎn)傳至控制室，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，系統(tǒng)操作更簡(jiǎn)單、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。

（5）強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置采用大流量、低揚(yáng)程的軸流泵，合理的管內(nèi)流速，避免了蒸發(fā)器堵管現(xiàn)象，但由于高濃度的氯化鉀銨溶液隨溫度的變化極易堵塞工藝管路，影響正常生產(chǎn)。故我們?cè)谖锪系某隽瞎芫€和母液管線均做蒸汽伴熱，母液罐設(shè)置蒸汽盤管，并設(shè)置合理工藝配管和蒸汽吹掃，以應(yīng)對(duì)管路的堵管問題，使生產(chǎn)更加順暢，減少停車次數(shù)。

（6）氯化鉀銨的腐蝕性很強(qiáng)，考慮綜合效益，我們采用了合理的設(shè)備材質(zhì)，在一效高溫操作下選用鈦材蒸發(fā)結(jié)晶器，中低溫的二效、三效和結(jié)晶器材質(zhì)選用雙相鋼。

3 結(jié)語(yǔ)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本工藝裝置實(shí)現(xiàn)了氯化鉀銨的大型化、連續(xù)化生產(chǎn)，并且結(jié)晶顆粒的粒度較大且顆粒度均勻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中零污染、零排放，大大減小了對(duì)環(huán)境的污染。另外，本工藝的設(shè)計(jì)合理、組成簡(jiǎn)單、操作方便、處理效率高，可大幅度降低生蒸汽的消耗，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品連續(xù)出料，同時(shí)利用生蒸汽冷凝水預(yù)熱原料，利用間接冷凝器冷凝回收二次蒸汽冷凝水再利用，達(dá)到了節(jié)能、減排的目的。

[1]王松江主編.石油化工手冊(cè)第三卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001（1018）.

宋瑋（1983-）女，工程師職稱。2007年畢業(yè)于河北科技大學(xué)化工與制藥工程學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，工學(xué)學(xué)士。現(xiàn)就業(yè)于石家莊鼎威化工設(shè)備工程有限公司，化學(xué)工程工藝設(shè)計(jì)主管。