蒸发与结晶-PPT课件
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三效蒸发结晶设备开车流程
1、设备名称、作用、及主要结构
1)生蒸汽预热器:给原料进行预热;
分管程和壳程;管程有原料进口和原料出口,壳程有生蒸汽进口和冷凝液出口。
2)一效加热室: 给原料进行加热,并保持沸腾。
分为管程和壳程,管程有循环物料进口和出口,壳程有生蒸汽进口和冷凝液出口以及不凝气口,不凝气口直接排空,冷凝液进入二效加热室进行闪蒸。
3)一效分离室:对从一效加热室过来的沸腾物料进行气液分离;
分为浓缩液进口和出口,二次气体出口。上端有现场压力表,下端有温度计,液位计。
4)轴流泵:是浓缩物料在加热室和分离室之间进行循环。
分为进口和出口,进口和分离室相连,出口和加热室相连。
5)二效加热室: 给从一效过来浓缩液进行加热,并保持沸腾;
分为管程和壳程,管程有循环物料进口和出口,壳程有二次汽进口和冷凝液出口以及不凝气口,不凝气口和二效分离室出口管相连(排不凝气),冷凝液进入三效加热室进行闪蒸。
6)二效分离室:对从二效加热室过来的沸腾物料进行气液分离;
分为浓缩液进口和出口,二次气体出口。上端有现场压力表,下端有温度计,液位计。
7)三效加热室: 给从三效过来浓缩液进行加热,并保持沸腾;
分为管程和壳程,管程有循环物料进口和出口,壳程有二次汽进口和冷凝液出口以及不凝气口,不凝气口和三效分离室出口管相连(排不凝气),能控制二效分离室内的压力,一效向二效进料时需要,冷凝液进入冷凝液罐。
8)三效分离室:对从三效加热室过来的沸腾物料进行气液分离;
分为浓缩液进口和出口,二次气体出口。上端有现场压力表,下端有温度计,液位计。
9)间接冷凝器:把三效分离室的二次气进行冷凝;
分为壳程和管程,壳程有循环水进口和循环水出口;管程有二次汽进口和抽真空口,二次汽冷凝液出口,抽真空口和真空泵相连,二次汽冷凝液出口和冷凝液罐相连,并插入到冷凝液罐下端,保持液封。
三效蒸发结晶设备的工艺流程
设备组成:换热器、蒸发室、强制循环泵、闪蒸罐、出盐泵、转料泵、盐分离器、离心机、沉盐器、冷凝器、冷凝罐 真空泵。
生蒸气运行路线:生蒸汽进入一效换热器进行换热,换热后的的蒸气进入冷凝器冷凝排出。一少部分生蒸汽连接到蒸发室料斗出口处效间管,连接处上下有阀,目的是防止管路堵塞时,用生蒸汽将其冲开。
原液运行路线:原液经预热器、强制循环泵送到换热器中加热至过热蒸气、过热溶液进热蒸发室进行分离,分离后的液体大部分经强制循环泵进入换热器进行再次换热循环。少部分浓溶液通过效间管进入下一效进行蒸发结晶。而结晶沉淀到蒸发式料斗内,通过管道运输到沉盐器中。进入二效地浓溶液经强制循环泵进入二效换热器,经加热形成过热溶液再次做与一效相同的过程。三效后的浓溶液经转料泵进入盐分离器中,在分离器中产生的蒸气回到三效中继续蒸发。当盐分离器中结晶到一定量时打开阀门,晶体进入离心机将晶体干燥,离心后的液体进入沉盐器,晶体回收可直接出售。
二次蒸气路线:在一效蒸发室内生成的二次蒸气进入到二效换热器作为换热热源,换热后的冷凝液体进入闪蒸罐。在闪蒸罐中产生蒸气,闪蒸蒸气随二效的二次蒸气进入三效换热器,闪蒸后的液体与三效冷凝后的冷凝液体再次进入闪蒸罐。二效二次蒸气进如三效换热器经换热冷凝后进入闪蒸罐。闪蒸蒸气与三效二次蒸气进入冷凝器,用循环冷却水冷却,其中不凝气体携带部分蒸气,进入真空泵。在真空泵作用下分离水和不凝气体,排出不凝气体,收集纯净水。闪蒸罐中的液体与冷凝器出来的冷凝液体一同进入到冷凝水罐中,一定量后排出。
机械密封淡水:淡水循环到三个强制循环泵、出盐泵和转料泵中用塑料管就行。
煤化工蒸发结晶零排放
发展煤化工产业是中国能源战略转型的必由之路,这是我国能源资源禀赋现状和能源革命大背景所决定的。我国煤炭资源和水资源呈逆向分布,以黄河中上游的山西、陕西、宁夏、内蒙古4省区为例,这里煤炭资源占有量为全国总量的67%,因为煤炭资源丰富,所以近几年这些省规划了很多煤化工项目,但这里水资源仅仅占全国水资源的3.85%。此外,煤化工生产会产生大量的含盐废水,常规的污水处理工艺,盐是无法降解的。目前黄河流域盐含量累积已经接近生态红线,如果再不加以严格控制,不以零排放作为要求,随着这些地区煤化工项目的发展,环境矛盾就会十分突出,黄河流域的生态治理将变得更困难。
2008年,国家质量监督检验检疫总局颁布的GB/T21534-2008《工业用水节水术语》中对零排放解释为企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水外排。可以理解为,零排放就是将工业废水浓缩成为固体或浓缩液的形式再加以处理,而不是以废水的形式外排到自然水体。目前国内废水零排放工程,普遍投资较大且成本较高。国内首家已建成但还未真正实现废水零排放的神华集团有限责任公司煤制油项目在环保上投入达13.4亿元,占到项目总投资的10%,试运行期间每吨有机废水的处理成本超过5元,每吨含盐水的处理成本则超过38元。
1.废水零排放面临的难题
污水达标排放与零排放是两个完全不同的层次。零排放指通过科学的处理,实现全厂污水变淡水后回用,这才叫零排放。实现零排放主要依靠对终端污水生化达标处理后,再由通用技术双膜法进行脱盐处理,处理后返回生产系统进行利用。按目前的处理技术,一次脱盐处理后仅有60%~70%的淡水能回用。如果真正的零排放还需要把剩余的30%~40%浓盐水浓缩再处理进行回用。 目前,煤化工企业实现终端污水达标排放的占80%~90%,但这并不是零排放。脱盐后60%~70%淡水回用的企业占煤化工企业数量的10%,这部分企业可以算接近了零排放,但也不是真正的零排放。对剩下的30%~40%浓盐水再进行处理回用,固体盐进行资源化分盐处理,才算是真正的零排放,但这部分企业极少极少。现在很多企业说自己零排放,实际上是脱盐后60%~70%的淡水回用了,另外30%~40%浓盐水外排了。这实际上是减排,不能称零排放。目前,很多企业对含盐浓水都没有回用。同时即使实现了水的零排放之后,如果不实现固体混盐资源化利用,结晶混盐将作为固体危废大量存在。如果不在工艺设计中进行产品化分盐处理,从而又将走上了一条固废先污染再治理的老路,且一旦形成固废,再处理的能耗成本比在溶液中直接处理要高的多。
剖析蒸发结晶和冷却结晶的区别
结晶的方法一般有2种:蒸发结晶和冷却结晶。这两种方法有什么区别呢?
一、蒸发结晶
指的是蒸发溶剂法,它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。加热蒸发掉氯化钠溶液里的水分,获得氯化钠晶体叫做蒸发结晶。
二、冷却结晶
指的是冷却热饱和溶液法。此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现;每到冬季,气温降低,石碱(Na2CO3·10H2O)、芒 硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。
哪几种情况用冷却结晶呢?①在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法。②在加热蒸干时易分解且溶解度随温度变化较大的物质可以用冷却结晶法。③制带结晶水的物质可以用冷却结晶法,例如硫酸铜晶体 。
举例:用蒸发结晶和冷却结晶分析NaCl和KNO3如何分离
温度对NaCl溶解度影响不大,对KNO3溶解度影响大。
⑴KNO3中混入了少量的NaCl采用的是蒸发浓缩,得到KNO3饱和溶液,冷却热饱和溶液,得到KNO3晶体,再减压过滤;是蒸发浓缩+冷却结晶+过滤 。 ⑵NaCl中混入了少量的KNO3采用的是蒸发浓缩,趁热过滤,得到NaCl ,抽滤或者再次蒸发晶体得到干燥的NaCl。——是蒸发结晶法。