針對200噸/天(200t/d)含氯化鈉和氯化銨的廢水進行三效蒸發結晶處理,核心是分鹽結晶,即通過控制溫度和濃度,實現氯化鈉和氯化銨的快速分離與回收。以下是系統化的技術方案:
一、工藝路線選擇:熱法分鹽+三效順流蒸發結晶
1.預處理(脫氨)
目的:去除NH?,防止后續腐蝕和氨夾帶。
設備:脫氨塔,蒸汽直接加熱至100–115℃,蒸出氨氣冷凝回收。
2.順流三效強制循環蒸發結晶系統
效次 | 功能 | 溫度范圍 | 濃度控制 | 結晶產物 |
一效 | 蒸發濃縮 | 95–125℃ | 35–44% | 氯化鈉結晶 |
二效 | 蒸發結晶 | 85–110℃ | 37–46% | 氯化鈉繼續析出 |
三效 | 冷卻結晶 | 35–60℃ | 過飽和 | 氯化銨結晶 |
一效/二效:氯化鈉溶解度隨溫度變化不大,優先析出。
三效:低溫冷卻結晶,氯化銨析出(溶解度隨溫度變化大)。
3.固液分離與干燥
設備:稠厚器+離心機+干燥機(雙級)
產物:
氯化鈉:工業級(≥99%)
氯化銨:農用/工業級(≥96%)
二、三效蒸發結晶設備系統主要參數(基于200t/d設計)
1.進料量:200t/d(約8333kg/h)
2.進料濃度:NaCl~8%,NH?Cl~17%(參考典型母液)
3.蒸汽消耗:約6500kg/h(0.5MPa飽和蒸汽)
4.冷卻水消耗:約150m3/h(循環水,ΔT=10℃)
5.電力消耗:約110kW(含循環泵、真空泵、離心機等)
6.真空度:三效:0.085to0.09MPa
7.材質選擇:加熱器:TA2鈦材或2205雙相鋼(耐氯腐蝕)
三、氯化鈉、氯化銨三效蒸發結晶設備配置建議
設備名稱 | 規格建議 | 備注 |
脫氨塔 | φ800×8000,填料塔 | 蒸汽直接加熱 |
一效蒸發器 | 強制循環,F=120m2 | 加熱室TA2,蒸發室316L |
二效蒸發器 | 強制循環,F=100m2 | 同上 |
三效結晶器 | 冷卻結晶罐,V=15m3 | 帶攪拌+夾套冷卻 |
離心機 | 雙級推料離心機 | 氯化鈉/氯化銨各一臺 |
干燥機 | 氣流干燥機 | 出料含水率≤0.5% |
真空系統 | 水環真空泵+蒸汽噴射泵 | 維持系統真空 |
四、氯化鈉、氯化銨三效蒸發結晶設備節能與自動化建議
1.熱泵壓縮:可將一效部分二次蒸汽壓縮回用,節能15–20%。
2.冷凝水回收:一效冷凝水溫度高,可用于預熱進料。
3.DCS控制:實現進料、出料、溫度、真空度、液位全自動控制。
五、經濟性估算(粗略)
1.總投資:約800–1000萬元(含設備、安裝、自控)
2.年運行成本:約200–250萬元(蒸汽、電、人工)
3.回收鹽價值:NaCl:約1.5萬元/天,NH?Cl:約3萬元/天(按市場價)
4.投資回收期:約1–1.5年(視鹽價與運行效率)
六、結論與建議
1.工藝可靠:三效順流+分鹽結晶已在聯堿、化肥、環保行業廣泛應用。
2.適合高鹽廢水中鹽資源化:尤其適用于NaCl/NH?Cl體系。
3.推薦采用強制循環蒸發器,避免結晶堵塞,提升傳熱效率。
4.建議先做中試(10–20L/h規模),驗證母液組成對結晶行為的影響。