真空制鹽工藝防垢除垢方法全解

鹽即是人類生活中必不可少的營養(yǎng)素和調(diào)味品，又是化學(xué)工業(yè)的基本原料。但是制鹽工藝中有一個問題一直困擾大家，那就是結(jié)垢，今天就一起揭開制鹽工藝的神秘面紗，以及制鹽過程中如何預(yù)防結(jié)垢和結(jié)垢后除垢的方法!

真空制鹽是個什么工藝？

       真空制鹽是指鹵水在不同“真空”狀態(tài)下的蒸發(fā)罐組中進(jìn)行蒸發(fā)，由于各罐間的壓降差，形成沸點遞降，從而使熱量依次傳遞，“二次蒸汽”能多次利用的一種現(xiàn)代化制鹽生產(chǎn)方法。

      該方法具有機(jī)械化和自動化程度高，熱能消耗少，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。

整個真空制鹽生產(chǎn)，分為鹵水處理、蒸發(fā)制鹽、脫水干燥、包裝侖貯四大工序。其總體方塊流程如圖1-1：

四大工藝詳細(xì)介紹如下：

1.鹵水處理

       因鹵源不同而處理方法不同，石膏型沿鹵主要除鈣；芒硝型巖主要除硫酸納；有鋇黃鹵主要除鋇；黑鹵主要除硫化氫；各類鹵水均應(yīng)脫氧，調(diào)節(jié)PH進(jìn)罐；為保證鹽質(zhì)也應(yīng)該除鐵。鹵水處理工序一般分為加藥攪拌和沉清崗位。

2.蒸發(fā)工序

      是真空制鹽的主要工序。其主要過程為蒸汽加熱一效鹵水，二次蒸汽逐效加熱下一效鹵水，末效二次蒸汽由冷凝器用水冷凝帶走。鹽由鹽腳抽至旋流增稠，稠料液去離心脫水，稀料液回罐或排除系統(tǒng)。各效冷凝水閃發(fā)回收熱量，最后送至其他工段。該工序主要分液面操作、旋流增稠選水、排鹽、冷凝水等四個崗位。

      脫水干燥工序主要是將增稠為60%~70%左右鹽漿在離心機(jī)內(nèi)脫水，得含水3%左右濕鹽。

3.母液返回蒸發(fā)罐

      濕鹽去干燥器（一般為沸騰干燥器），經(jīng)與熱空氣接觸使大部份水分氣化，得到含水0.5%以下干鹽。在干燥入口處加入防結(jié)塊添加劑——亞鐵氫化鉀——2~3PPM。該工序一般分為二次增稠選水，沸騰干燥幾個崗位。

4.干燥經(jīng)皮帶機(jī)和計量稱分別包裝或入倉散裝

該工序一般分為運(yùn)輸、計量、包裝三個崗位。

如何提高真空制鹽的生產(chǎn)能力呢？

1.提高鹵水流速

      由于流速高、溫升小，則避免鹵水在加熱管內(nèi)沸騰，從而可克服生產(chǎn)上出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象。同時，由于所需“液壓高度”減低更利于料液的蒸發(fā)和減少短路溫度損失。但流速的增加不是無限的，流速的增大會加大動力消耗，導(dǎo)致電費(fèi)增加，因此，制鹽生產(chǎn)上一般鹵水流速在1.5~2.0米/秒左右。

2.防止加熱管壁結(jié)垢

防止結(jié)垢的方法較多，但常用的有三種方法：

       在鹵水中加入純堿等原料，除去鈣、鎂、硫酸根等成分，這是防垢的根本措施，也就是通常的鹵水預(yù)處理法；

       嚴(yán)格控制罐內(nèi)液面，控制加熱室壓力，控制流速，使用內(nèi)壁光滑的管材（如鈦或不銹鋼）；

      在制鹽蒸發(fā)罐內(nèi)，加入一定的固體石膏，這些懸浮于料液中的石膏，起著晶核的作用，從料液析出的初生態(tài)石膏附著于其表面，防止了在加熱管上析出的結(jié)垢，這叫石膏晶種法。

3.提高真空度

主要包括兩個方面：一是設(shè)計合適的冷凝真空裝置，如本項目的蒸汽噴射器，二是降低冷卻水溫度。

4.提高蒸汽的使用

       如某一項目中在II~V效之間增加乏氣預(yù)熱器，對熱量的利用可提高30%以上。

如何防止加熱管結(jié)垢？

為防止蒸發(fā)設(shè)備結(jié)垢 ,采用的防垢措施有 :

 1.重視蒸發(fā)設(shè)備材質(zhì)的選擇

      不同材質(zhì)結(jié)垢情況不同 ,選擇合適的材質(zhì)對垢的形成速率有很大影響。蒸發(fā)室、加熱管是真空制鹽關(guān)鍵設(shè)備組成部分 ,它們的選材變化較多,歷史上曾用過碳鋼 、銅、合金鋼、不銹鋼等,到目前為止已使用鈦材及合金。材質(zhì)之所以不斷改善, 主要是適應(yīng)制鹽生產(chǎn)以及使用環(huán)境的需要 ,既要耐腐蝕,又要有良好的傳熱性。

 2.晶種法

      通過在濃鹽廢水中加入一定的硫酸鈣或氯化鈣作為晶種，利用與垢物相同的晶體表面對垢物的親和力，降低廢水中硫酸鈣過飽和度，使廢水中析出的硫酸鈣分子優(yōu)先附著在懸浮的晶種上，而不是沉積在加熱管內(nèi)壁上，達(dá)到了防垢的目的。

3.加阻垢劑法

       通過添加阻垢劑，去螯合廢水中的金屬結(jié)垢離子，防止它們與碳酸根、硫酸根結(jié)合而結(jié)垢。

4.加酸法

      加酸，調(diào)節(jié)廢水PH≤5.0，除去碳酸或碳酸氫根，防止結(jié)碳酸鈣垢。

5.凈化預(yù)處理法

       采用硬度和堿度去除工藝，去除濃鹽廢水中鈣、鎂離子和硫酸根、碳酸根離子，防止產(chǎn)生碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)垢。

6.控制固液比法

       外加熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器生產(chǎn)過程中，可通過控制濃鹽廢水中固液比量在一定的范圍內(nèi)，在軸流泵的作用，含較多結(jié)晶體的廢水具有一定的流速，對換熱管內(nèi)壁有較強(qiáng)的沖刷作用，使晶核無法在加熱管內(nèi)壁附著形成垢層。

7.采用反循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備

       反循環(huán)是依據(jù)結(jié)晶動力學(xué)原理及 NaCl的溶液特性而設(shè)計的。在反循環(huán)中, 加熱后料液自蒸發(fā)室下錐體切向進(jìn)入,自下向上流動,隨著蒸發(fā)室截面積的擴(kuò)大,料液向上流動速度減慢, 液柱壓力降低 ,蒸發(fā)產(chǎn)生大量蒸汽,溫度下降。

      反循環(huán)蒸發(fā)罐的優(yōu)越性主要有:塊鹽堵管少、刷罐周期長、循環(huán)阻力小 、短路溫度損失小、鹽的結(jié)晶粒度大 、節(jié)能降耗顯著等。

8.蒸發(fā)器加熱管塑料螺旋防垢的技術(shù)

       蒸發(fā)器加熱管塑料螺旋防垢的技術(shù)原理, 是直接利用蒸發(fā)溶液的循環(huán)流動能, 帶動蒸發(fā)器加熱管內(nèi)的自動清洗保潔元件———塑料螺旋紐帶旋轉(zhuǎn), 實現(xiàn)加熱管管內(nèi)污垢的自動清洗, 達(dá)到防垢保潔的目的。同時 ,旋轉(zhuǎn)的塑料螺旋頻繁地擾動邊界滯流層,使管內(nèi)對流傳熱過程中熱阻最大的邊界滯流層的傳熱過程得到有效地強(qiáng)化 。

若已經(jīng)結(jié)垢該如何除垢？

常見的除垢方法有以下五種：

1.水溶法

      適宜于除去水溶性垢層或垢層混合物中水溶性組分大的情況 ;如Na2SO4 、NaCl和CaSO4、 Na2SO4 等。采用水溶除垢時 , 常需適當(dāng)加熱, 以提高溶解度和加快溶解速度 

2.酸洗法

      適宜于除去碳酸鹽垢物 , 或垢層混合物中碳酸鹽組分大的情況。酸洗液一般用鹽酸配制, 酸的濃度為 1% ～ 3%, 垢層太厚可增加到5%,可根據(jù)除垢情況采取一次洗滌或多次洗滌 。洗滌中要注意防止氣泡泛液和及時分離沉渣 。酸洗完后要 用 稀 堿 液 中 和, 或 用 淡 水 洗 凈 , 防 止 設(shè)備受損 。

3.堿煮—酸洗法

      適宜除去硫酸鈣、硫酸鍶等垢層 。操作時先用純堿配成 3% ～ 5%濃度洗液 ,在加熱情況下循環(huán),此時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:

CaSO4 +Na2CO3= CaCO3 ↓ +Na2SO4

SrSO4 +Na2CO3= SrCO3 ↓ +Na2SO4

      然后再用酸洗液循環(huán) ,除去上反應(yīng)式中生成的碳酸鹽 。酸濃度 1% ～3%,最后再用淡水清洗。

4.機(jī)械除垢

      適宜于除去各種垢物。對銅 、銅鎳合金及鈦管不宜采用此法, 以避免管材受損 。該法是采用 “洗管器”,在水流伴同下用機(jī)械刀刮削

       垢層的辦法除去垢物 。該法除垢費(fèi)用省, 但垢物不易清除干凈 ,而且只宜用于碳鋼設(shè)備 。

5.高壓水清洗技術(shù)

      試驗表明:此方法清洗徹底, 除垢率大于 99%。但此法耗費(fèi)人力、物力較大 ,清理速度慢, 工程造價高。