一、硫酸鎂蒸發結晶系統設計基礎
1.產品方案:主產七水硫酸鎂(MgSO?·7H?O),副產一水或無水硫酸鎂
2.年產能力:50000t/a(折算七水硫酸鎂,≈6.3t/h)
3.進料組成:硫酸鎂溶液20~25%(wt),Mg2?≈8%,SO?2?≈20%,少量Cl?、COD<1000mg/L
4.進料流量:約28t/h(含回母液)
5.蒸發水量:約22t/h
6.出鹽含水:≤5%(離心后)
7.蒸汽耗量:三效:≈0.38t蒸汽/t水;MVR:≈0.18t蒸汽/t水
8.冷卻水量;三效:≈650m3/h(Δt=10℃);MVR:≈180m3/h
二、硫酸鎂蒸發結晶系統推薦工藝路線
根據硫酸鎂溶解度-溫度特性(30℃時≈35g/100g水,80℃時≈65g/100g水),采用三效逆流強制循環蒸發+DTB結晶+離心干燥工藝,流程如下:
1.預熱:原液依次與冷凝水、二次蒸汽、生蒸汽三級預熱,升溫至90℃。
2.三效蒸發:Ⅲ效→Ⅱ效→Ⅰ效逆流進料,真空度逐步升高(-0.03→-0.07MPa),蒸發溫度90→65℃,防止結垢。
3.DTB結晶:Ⅰ效出料進入DTB結晶器,降溫至45℃,控制過飽和度,晶漿固含25~30%。
4.離心與干燥
臥螺離心機脫水,濕料含水≤5%;
七水硫酸鎂:振動流化床75~80℃干燥;
一水硫酸鎂:閃蒸干燥機250~300℃脫水;
無水硫酸鎂:回轉窯350℃煅燒。
5.母液回流:離心母液返回Ⅲ效繼續蒸發,雜質富集后定期排放至雜鹽干化工段。
三、硫酸鎂蒸發結晶系統系統配置
工段 | 主要設備 | 材質 | 關鍵參數 |
預熱系統 | 板式預熱器 | 316L | 總換熱面積200m2 |
蒸發器 | 三效強制循環蒸發器 | 2205/316L | 單效換熱面積260m2,循環泵500m3/h |
結晶器 | DTB結晶器 | 2205+襯膠 | 有效容積18m3,攪拌15kW |
離心機 | 臥式螺旋離心機 | 2205 | 轉鼓Φ800mm,變頻11kW |
干燥機 | 振動流化床+閃蒸干燥機 | 304 | 干燥面積30m2 |
包裝 | 自動定量包裝機 | 碳鋼噴塑 | 25kg/袋,500袋/小時 |
四、硫酸鎂蒸發結晶系統節能與環保指標
指標 | 三效方案 | MVR方案(可選) |
蒸汽消耗 | 8.4t/h | 4.0t/h |
電耗 | 350kW | 950kW |
冷卻水 | 650m3/h | 180m3/h |
清洗周期 | 7~10天 | 10~15天 |
冷凝水 | 回用至鍋爐補水 | 回用至鍋爐補水 |
五、硫酸鎂蒸發結晶系統實際運行案例
山東某化工園區:兩套5萬t/a七水硫酸鎂三效裝置,運行3年,年運行8000h,產品純度≥99%,蒸汽單耗0.38t/t水,系統清洗周期8天。
江蘇某鎂法脫硫項目:采用“三效蒸發+低溫冷凍結晶”工藝,蒸汽節省60%,七水產品純度97%,滿足農業級標準。