以下以“10t/h蒸發(fā)量”為基準(zhǔn),從專(zhuān)業(yè)角度給出濃縮結(jié)晶器的典型技術(shù)方案、關(guān)鍵參數(shù)與選型要點(diǎn)。
一、濃縮結(jié)晶器工藝路線
1.一級(jí)降膜預(yù)濃縮:承擔(dān)8t/h蒸發(fā)量,把7%進(jìn)料濃縮至20%近飽和,傳熱系數(shù)3.5kW·m?2·K?1,電耗低、占地小。
2.二級(jí)強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶:承擔(dān)剩余2t/h蒸發(fā)并在OSLO/DTB結(jié)晶器內(nèi)析出晶體,固體沉降區(qū)停留≥30min,確保粒徑D50≥0.25mm,離心機(jī)脫水后濕鹽含水≤6%。
3.雙級(jí)蒸汽壓縮:?jiǎn)闻_(tái)離心式壓縮機(jī),進(jìn)口0.03MPa、出口0.18MPa,總壓縮比1:6,配250kW變頻電機(jī),蒸發(fā)溫度62℃,傳熱端差8℃,滿(mǎn)負(fù)荷噸水電耗28kWh。
4.全流程無(wú)蒸汽:開(kāi)車(chē)僅需0.3t低壓蒸汽預(yù)熱,穩(wěn)定后全部以電驅(qū)動(dòng),蒸汽成本≈0,比四效裝置年省運(yùn)行費(fèi)300萬(wàn)元以上。
二、濃縮結(jié)晶器主要設(shè)備清單(10t/h蒸發(fā)量示例)
1.一級(jí)降膜加熱器500m2(316L)
2.一級(jí)分離室Φ2400×4000(316L)
3.二級(jí)強(qiáng)制循環(huán)加熱器200m2(2205)
4.OSLO結(jié)晶器Φ1800×4000(316L)
5.離心式蒸汽壓縮機(jī)250kW(鈦合金葉輪)
6.稠厚器5m3+臥式螺旋離心機(jī)8t/h
7.真空泵系統(tǒng)2BV5.5kW×2
8.系統(tǒng)總占地12m×10m×8m(H),可室內(nèi)布置。
三、能耗與運(yùn)行成本
總裝機(jī)功率315kW,正常負(fù)荷280kW,噸水電耗28kWh;按0.65元/kWh計(jì),噸水直接成本≈18元(含循環(huán)泵、真空泵、清洗泵)。
與三效對(duì)比:三效10t/h需0.9t生蒸汽+90kW電,噸水綜合成本55–60元;MVR方案年運(yùn)行7200h可節(jié)省260–300萬(wàn)元。
四、適用工況
含鹽種類(lèi):NaCl、Na?SO?、NH?Cl、MnSO?等單鹽或混鹽;進(jìn)料TDS≤200g/L,COD≤5000mg/L,Cl?≤60g/L。
熱敏性:蒸發(fā)溫度55–65℃,適合維生素、氨基酸、農(nóng)藥中間體等對(duì)溫度敏感物料。
結(jié)晶要求:鹽粒D50=0.2–0.8mm可調(diào),母液夾帶率≤3%,滿(mǎn)足GB/T5462工業(yè)鹽或GB/T6009無(wú)水硫酸鈉副產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
五、選型要點(diǎn)
1.材質(zhì):加熱管2205/2507雙相鋼或鈦材,殼程316L;離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓2507+表面硬化,耐氯離子點(diǎn)蝕。
2.防垢:降膜段流速≥2m·s?1,強(qiáng)制循環(huán)段3–4m·s?1;配置在線CIP與EDTA清洗接口,運(yùn)行20–30d化學(xué)清洗一次。
3.自控:PLC+觸摸屏,關(guān)鍵參數(shù)(沸點(diǎn)升高、壓縮機(jī)電流、母液密度)自動(dòng)聯(lián)鎖,支持遠(yuǎn)程DCS通訊,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
“一級(jí)降膜+二級(jí)強(qiáng)制循環(huán)+MVR壓縮”組合是目前10t·h?1蒸發(fā)量級(jí)別最經(jīng)濟(jì)、最可靠的濃縮結(jié)晶方案,噸水電耗≤30kWh,占地<100m2,投資1.2–1.5億元,三年節(jié)省的蒸汽費(fèi)用即可回收增量投資,適用于高鹽廢水零排放、鋰電母液回收、農(nóng)藥中間體脫鹽等場(chǎng)景。