真空制鹽(3)防垢與除垢PPT優(yōu)秀課件

1、制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 2 真空制鹽 三、加熱管的結(jié)垢及處理 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 三、加熱管的結(jié)垢及處理 1、為什么要防垢、除垢 垢層厚度與傳熱系數(shù)的關(guān)系 總的來說： 垢層存在使K，且K； 但是對于干凈加熱面K0越大， 相同 ，K下降越快； 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 結(jié)垢對傳熱系數(shù)影響的測定值 運(yùn)行時(shí)間/h 蒸汽溫度/ 鹵水溫度 / 傳熱系數(shù)K/W/(m2) 11281102650 5.31191102250 18.51281111500 28.51291121280 38.5126111970 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 2、垢種類和生成原因 鹵水（鹽水）中除了NaCl

2、外，還含有Ca、Mg、SO4、HCO3 等，在制鹽過程中，這些離子組成的化合物，例如Na2SO4、 CaSO4、CaHCO、NaCl等因?yàn)闈舛仍龃?、溫度升高、或分解，達(dá) 到過飽和而析出，附著在加熱管面上而形成污垢，對傳熱過程 非常不利。 真空制鹽生產(chǎn)中垢的組成見下表 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 項(xiàng)目項(xiàng)目 組組 成成 / % CaSO4CaCO3Mg(OH)2NaClNa2SO4MgSO4氧化物 再制鹽14.550.27-75.15-0.44 芒硝型鹵水45.120.76-7.9044.690.75- 石膏型鹵水75.032.10-14.97-4.54 井鹵78.971.806.4510.21

3、-0.50 國外制鹽78.200.1610.632.92-4.59 析出范圍高濃度低濃度低濃度高濃度- 表2-1 垢層的化學(xué)成分 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 （1）垢的種類 污 垢 可溶性垢 不溶性垢 NaCl垢 Na2SO4垢 CaSO4垢 CaCO3垢 垢的種類不同其生成原因、防垢方法、除垢方法不同 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 （2）垢的生成原因 NaCl垢的形成原因： 鹵水對NaCl飽和 NaCl的溶解度隨溫度變化不大 NaCl垢的形成是由于 沸騰汽化水分（管內(nèi) 沸騰或管內(nèi)局部沸騰） 為此真空制鹽蒸發(fā)器（蒸發(fā)式結(jié)晶器不同于普通強(qiáng)制循 環(huán)蒸發(fā)器，主要是考慮抑制加熱管內(nèi)沸騰設(shè)置沸騰段 及

4、良好的結(jié)晶條件（以后講） 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 沸騰段 沸騰段：指加熱室上管板 至蒸發(fā)室液面的垂直距離 作用：提高加熱室料液的 壓強(qiáng)（壓力），從而提高 其沸點(diǎn)，抑制加熱管內(nèi)料 液沸騰汽化 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 加熱管的傳熱情況和溫度分布： 加熱管橫截面上：管壁處鹵水 的溫度最高； 整個(gè)加熱管上：上部溫度最高； 但是沸點(diǎn)在加熱管出口處最低， 因此最容易產(chǎn)生管內(nèi)沸騰的位 置為加熱管出口的管壁處。 實(shí)踐證明：鹽垢在加熱管首先 形成。 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 產(chǎn)生管內(nèi)沸騰的原因： 蒸發(fā)器設(shè)計(jì)時(shí)沸騰段不夠高； 操作液面低； 蒸汽壓力突然升高； 循環(huán)泵故障； 大塊鹽卡管； 制鹽與鹽化

5、工藝制鹽與鹽化工藝 Na2SO4垢的形成原因： 管內(nèi)沸騰使硫酸鈉飽和析出 主要是硫酸鈉的逆溶解度性質(zhì) 當(dāng)溫度大于17.9時(shí)，溫度升 高，Na2SO4的溶解度降低。 T C % NaCl Na2SO4 t=17.9 真空制鹽生產(chǎn)過程中，硫酸鈉均呈現(xiàn)逆溶解度性質(zhì)，且鹵水 對硫酸鈉接近飽和，在加熱管壁處，溫度最高溶解度最低， 硫酸鈉極易飽和析出，形成污垢，所以造成頻繁刷洗蒸發(fā)器 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 CaSO4垢的形成原因： 石膏型鹵水中CaSO4的 含量約在5g/L，接近飽和， 且硫酸鈣具有逆溶解度性 質(zhì)（見圖） A B C D CaSO4mol/100molH2O) 溫度 約50 約80

6、 CaSO42H2O CaSO41/2H2O CaSO4 CaSO4在飽和NaCl溶液中的溶解度 真空制鹽生產(chǎn)中，除 末效在50左右，其它各 效均在逆溶解度范圍，極 易生成污垢。 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 另外，硫酸鈣具有很強(qiáng)的介穩(wěn)能力，即介穩(wěn)區(qū)寬，可以擁有 較大的過飽和度，而無水石膏垢的生成速率與過飽和度的平 方成正比 2 /(/)() sss ddKcc s石膏的密度 C溶液中石膏的濃度 Cs石膏的溶解度 鹵水預(yù)熱 蒸發(fā)濃縮 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 CaCO3垢的形成原因： 32322 ()Ca HCOCaCOCOH O 加熱 CaCO3垢生成的原因是：碳酸氫鈣受熱分解，生成溶解

7、度極 低的細(xì)小碳酸鈣晶粒，極易附著在加熱管壁上，形成污垢。 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 3、防垢措施 （1）鹵水凈化 （2）一般措施： 沸騰段高度設(shè)計(jì) 選擇光滑加熱管 控制好蒸發(fā)器液面 控制加熱蒸汽壓力穩(wěn)定 循環(huán)泵 防大塊鹽卡管 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 （3）石膏晶種防垢法 原理：在制鹽過程中，加入一定量的懸浮石膏顆粒與蒸發(fā)器 內(nèi)，起著晶核的作用，由于同種晶體之間的親和力較大，使 溶液中析出的石膏立即依附與加入的石膏晶種上從而減少或 消除其附著與加熱管壁的機(jī)會，達(dá)到防垢的目的。 試驗(yàn)名稱 傳熱面積 /m2 流體流速 /m/s 運(yùn)行時(shí)間/h 傳熱系數(shù) 自貢舒平5.471.4288穩(wěn)定不變

8、 自貢郭家坳15.41.05384穩(wěn)定不變 貢井二車間1801.683000穩(wěn)定不變 試驗(yàn)結(jié)果 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 石膏晶種防垢法技術(shù)要點(diǎn)： 鹵水從一開始加熱就要添加晶種，并維持晶種含量15 30g/L； 可采用蒸發(fā)過程析出的石膏作為晶種，同種晶型效果好； 石膏粒度越小，活性越高，防垢效果越好，一般應(yīng)在20m 以下； 生產(chǎn)操作保持“五穩(wěn)定”：液面、進(jìn)料流量、蒸汽壓力、 排料量和末效真空度； 開車時(shí)盡量用母液進(jìn)罐，否則加晶種； 定期進(jìn)行清洗 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 （4）柴油添加法 在制鹽蒸發(fā)器的低溫效，加入柴油（濃度在510PPm)， 由于預(yù)先加入的柴油覆蓋在析出的石膏晶體表面

9、，改變其 表面力學(xué)性質(zhì)，是指懸浮于料液之中，而不沉積在加熱管 上，從而達(dá)到減輕結(jié)垢的目的。 此法只能應(yīng)用在低溫效（末效），原因t柴油的粘度 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 （5）鹽粒摩擦法 一般剛形成的垢為疏松狀態(tài)，而隨著水分的不斷失去， 變得致密，因此如果在垢層變得致密前加入固體顆粒鹽 摩擦，可以減輕垢的生成，一般在蒸發(fā)開始時(shí)，加入并 維持710%的固體鹽，流速大于1.5m/s，能起到很好的 防垢效果。 （6）其它方法 例如超聲波法、電磁法等 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 4、除垢方法 對可溶性垢層：刷洗（大刷、小刷） 對不溶 性垢層： 機(jī)械除垢法：高壓水及金屬鉸刀 化學(xué)除垢法：酸溶脫法 堿+

10、酸溶脫法 EDTA溶脫法：價(jià)格高 物理除垢法（熱力除垢法）：冷水快 速浸罐法和蒸汽烘罐法：注意設(shè)備承 受力，只能用于致密的垢層 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 3222 2CaCOHClCaClCOH O 提高溫度，增加流速（0.8次方成正比），鹽酸濃度提高均 可以增加溶解速度；但注意酸對設(shè)備的腐蝕，加阻蝕劑。 423324 CaSONa COCaCONa SO 3222 2CaCOHClCaClCOH O 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 本章重點(diǎn)： 1、鹵水凈化的意義； 2、鹵水凈化的方法（要求掌握給定鹵水，會選方法并寫出化 學(xué)反應(yīng)方程式）； 3、蒸發(fā)操作的目的及蒸發(fā)效數(shù)的定義； 4、單效蒸發(fā)的物料衡算（一般情況和真空制鹽鹵水蒸發(fā)）； 5、單效蒸發(fā)熱量衡算（一般情況和存在過程熱效應(yīng)）； 6、蒸發(fā)系統(tǒng)溫差損失的概念及計(jì)算； 7、傳熱有效溫差及傳熱面積計(jì)算； 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝 8、多效蒸發(fā)的目的（節(jié)能），效數(shù)與生蒸汽消耗量之間的關(guān)系； 9、多效蒸發(fā)理論效數(shù)的計(jì)算； 10、多效蒸發(fā)最佳效數(shù)的確定；通過改變那些參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng) 增加效數(shù)； 11、多效蒸發(fā)的基本流程及優(yōu)缺點(diǎn)； 12、如何提高蒸發(fā)裝置的生產(chǎn)能力； 13、蒸發(fā)系統(tǒng)的節(jié)能降耗（詳細(xì)論述）； 14、蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)強(qiáng)度； 制鹽與鹽化工藝制鹽與鹽化工藝