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文檔簡介
1、真空制鹽基本知識第一章概論第一節(jié)真空制鹽發(fā)展簡史與基本原理一、發(fā)展簡史人類歷史上,制鹽工業(yè)經歷了三個階段,一是天然日曬制鹽(內地經歷了將鹽水潑于燒紅的木炭上,然后亂取食鹽),二是敞口鍋制鹽,三是真空蒸發(fā)制鹽。單效真空蒸發(fā)技術始于1812年,美國人發(fā)明,1899年在美國建立了第一套多效蒸發(fā)制鹽設備,從此后,真空蒸發(fā)制鹽才逐步在世界推廣應用至今。我國真空制鹽始于1939年,由自貢市制鹽工程師肖家平發(fā)明,從39年到42年11月一直處于生產試驗水平,后由于資金缺乏而停工。真正的大規(guī)模生產是在1958年,由留學日本的吳鹿平先生在青島設計建成了一套四效蒸發(fā)器,年產鹽3萬噸,1964年在四川省自貢市建立一套
2、四效蒸發(fā)試驗裝置。取得了大量重要技術資料,此后,全國各地陸續(xù)建立了真空制鹽裝置。二、真空制鹽基本原理從鹵水中制取食鹽,先要將鹵水加熱沸騰使水分蒸發(fā),氯化鈉濃度增高,最后結晶析出。因此,制鹽過程就是不斷供給鹵水熱能,蒸發(fā)水分、析出食鹽的過程。被蒸發(fā)出的水蒸汽有相當多的熱能白白浪費可惜。若將其作為熱源再加熱鹵水,又可以蒸發(fā)水分而制得食鹽。依此類推,可多次利用,節(jié)約能源。然而,熱能要傳遞,必須有“溫度差”,即加熱蒸汽溫度應高于鹵水溫度(沸點)才能有效利用于蒸發(fā),解決這一問題的作法是利用溫度隨壓力變化而變化的關系,采用密封容器,人為地降低蒸發(fā)容器的壓力,從而使鹵水沸點降低,達到熱傳遞的目的。用這種方法
3、制鹽,叫“真空蒸發(fā)制鹽”。真空制鹽的加熱蒸汽是鍋爐送來的背壓蒸汽,密封容器用“蒸發(fā)缸”,制造負壓的設備用真空泵,蒸汽被利用幾次叫幾效蒸發(fā),效數(shù)越多,節(jié)能越多,但是,并非效數(shù)可任意增加,其原因是:1、蒸發(fā)1kg水耗蒸汽為:一效1.1kg,二效0.57kg,三效0.4kg,四效0.3kg,五效0.27kg,六效0.26kg。隨著效數(shù)增加,蒸汽消耗量的降低比例越來越小,而常年運行費用和基建費用卻大大增加,造成得不償失。2、首效和末效壓力確定后,總溫度差一定,而各效需要的溫度差包括“溫度損失”、“推動溫度”等??倻夭罴词仔谜羝麥囟扰c末效二次蒸汽溫度之差。溫度損失指由于沸點升高,流體阻力等因素,造成
4、的影響制鹽蒸發(fā),對制鹽蒸發(fā)產生負面影響的溫度損失,推動溫度指真正用于制鹽蒸發(fā)的溫度差,是各效之間除去溫度損失之后起蒸發(fā)推動作用的溫度差,也叫有效溫差??倻夭?溫度損失+推動溫差如首效蒸汽溫度為151C,末效蒸汽溫度45C,各效平均溫度損失為12C,推動溫差為6C,則實際效數(shù)為:(15145)/(6+12)=6(效)我國現(xiàn)行真空制鹽廠一般采用四效,國外鹽廠個別采用7效。第二節(jié)常用名詞與概念在生產操作中,經常涉及到比重、溫度、壓力等代表某種物質物理性質的名。弄清它們的意義及其相應關系,有助于理解制鹽基本原理和正確進行操作,因此,將較為詳細地給大家逐一介紹。一、壓強與壓力流體(包括氣體、液體)垂直作
5、用于單位面積上的壓力,稱為壓力強度,簡稱壓強。壓力是指總受力面積上所常駐的力,壓強是指單位面積受的力。表示為:P=Pa/F(kg/cm2)式中:P壓強(kg/cm2)Pa壓力(kg)F作用面積(cm2)壓強的表示單位有多種,如kg/cm2,帕(Pa),mm水柱等等,它們的相互換算可查有關書籍。在生產中,我們常常會將“壓力”與“壓強”混淆使用,殊不知一般常說的“壓力”,實際是指“壓力強度”。比如常說的“蒸汽壓力2.5kg。然而為了適應使用習慣,且參照其他書籍的名稱,我們也通用“壓力”這一稱呼。但千萬要注意,“壓力”和“壓強”是不同定義,不同單位的概念,使用時要知道其真實含義。實例證明,一個標準大
6、汽壓下,氣壓計上水銀柱高度為760mm,稱為一物理大氣壓,用水柱表示,則為:P=760 xl3600/1000=10336(mm水柱)但是,在工業(yè)生產上,我們常使用“工程大氣壓”,即1(工程大氣壓)1(kg/cm2)=10m水柱壓力有高有低,以一個物理大氣壓分界點,高于當?shù)禺敃r大氣壓者,壓力計能顯示的壓力稱為“正壓”,若低于當時當?shù)卮髿鈮赫邉t壓力計所示的壓力稱為“真空度”,若壓力以絕對零壓(即絕對真空下的壓力,其值比一個物理大氣壓低760mm汞柱)為起點,則稱為“絕對壓力”。其關系為:高于大氣壓時:絕對氣壓=大氣壓+表壓表壓=絕對壓大氣壓低于大氣壓時:絕對壓=大氣壓真空度真空度=大氣壓絕對壓二
7、、溫度與熱量溫度是衡量物體冷熱程度的標志。從分子運動論的觀點來看,溫度是物體分子平均動能大小的尺度。它和“熱量”是不同的概念,熱量是物體內能改變多少的標志,它只有在熱傳遞過程中才有意義。溫度單位為“攝氏度”、“華氏度”,而熱量單位是“卡”、“仟卡”、“焦耳”,二者切勿混淆。說某物體含有多少熱量是不對的,只能說某物體傳遞多少熱量與某物體。反之,也不能說某物體傳遞了多少溫度與某物體,只能說某物體的溫度是多少。這種概念,對于理解熱量傳遞有極重要的作用。除攝氏溫度外還有絕對溫度的含義:任何物質是由分子組成,物質的分子處于不停的運動之中,運動的分子具有一定功能。溫度是物質分子運動功能大小的尺度,當分子運
8、動的速度為零時,這時的溫度人們稱為絕對零度,用這種方法表示溫度稱為絕對溫度。普通用的攝氏溫度計,其0C等于絕對溫度273K。設T為絕對溫度,t表示攝氏溫度則T=(273+t)0K三、比容在一定條件下,單位重量的流體所占有的體積,稱為比容,其單位為(m3/Kg),常用符號V表示。從其單位可知,比容實際上上是密度倒數(shù),在計算中,氣體(如蒸汽)的比容極其重要,要以它來確定蒸發(fā)罐的直徑、高度、二次蒸發(fā)汽管的大小等。比容隨壓力降低而增大,如一效罐蒸發(fā)管壓力為2.5kg/cm2(絕壓)時,干飽和水蒸汽比容0.7318m3/kg,而四效罐壓力為0.1kg/cm2時,水蒸汽的比容為14.95m3/kg,其體積
9、為一效罐的20倍。任何一個真空制鹽廠,各效二次蒸汽管道都依次加大,國外許多真空制鹽廠各效罐體,亦逐漸增大,其主要原因就是水蒸汽比容迅速增大。四、重度、密度和比重單位體積物體的重量,稱為物體的重度,其單位為kg/cm3、g/cm3等,常用丫表示。若設G代表物體重量,V代表物體體積,則:Y=G/V單位體積物體的質量,稱為物體的密度,其單位為kg/cm3,常用p表示,它與重量關系為V=pg式中:g重力加速度,其值為9.81(m/s2)。比重是物體的密度與49時純水的密度之比,它僅僅是一個比值,沒有具體單位,常用S表示。S=p/p水由于49純水的密度為1g/cm3或者1000kg/m3,故比重的數(shù)值為
10、密度(kg/m3)除以1000。制鹽工業(yè)上測量液體比重常用波美計,所得數(shù)值為多少“度”,將“度”換算為比重可用下式:當液體比重小于1時,S=145/(145+0Be)當液體比重大于1時,S=145/(1450Be)鹽水溶液比重大于1時,故用第二個公式計算,但應注意上式測定溫度為159。五、濃度一定量溶液(或溶劑)中所含溶質的分度,稱為溶液的濃度。濃度有各種表示方法,但一般常用以下幾種:1、100g溶液中溶質所占克數(shù),稱為重量百分比濃度。20的氯化鈉水溶液,即表示100g鹽水中有20g氯化鈉。2、1L溶液中,溶質所占克數(shù),稱為重量體積濃度。如鹵水濃度250g/L,即表示每升溶液中含氯化鈉250g
11、。3、1L溶液與固體的混合物中,固體所占的比例,稱為固液比濃度,如料液固液比濃度25,即表示每升料液中含固體0.25升。六、溶解度在一定條件下,溶質在溶劑里所能溶解的最大限度,稱為該溶質在此溶劑里溶解度,不同的物質有不同溶解度,同一物質在不同條件下亦有不同溶解度,如209時,氯化鈉在水中溶解度26.39g/100g水而二氯化鈣在水中溶解度為42.7g/100g水;009時,氯化鈉在水中溶解度為28.5g/100g水,而二氯化鈣在水中溶解度為61.4g/100g水。對大多數(shù)物質來說,其溶解質隨溫度升高而增大,而有些物質則隨溫度升高而減小,這種性質稱為“逆溶解性質”。如硫酸鈉、硫酸鈣在溫度達一定值
12、后不屬此一類。七、PH值PH是表示溶液酸堿度的簡便方法,PH=7表示,溶液為中性,PH大于7表示溶液為堿性,PH小于7,表示溶液為為酸性,PH值越大,表示堿度越大,PH值越小,酸度越大。PH只是一種符號,其真實含義如下:實驗可知,H+和OH-的乘積是一個常數(shù),僅隨溫度而改變,實驗室229時,其值為1x10-14,即:H+OH-=10-i4純水中二者濃度相等,故H+=10-7為了避免繁雜的分數(shù),所以氫離子濃度的數(shù)值用以10為底的對數(shù)表示,并改寫為正數(shù)。H+=10-7寫為:1gH+=10-7我們以PH來代表“1gH+”所以PH實際上是代表氫離子濃度的負對數(shù)。八、水蒸汽的汽化熱、水和飽和蒸汽的熱焓、
13、潛熱、顯熱。1kg水由09加熱轉達變?yōu)槟骋粶囟鹊乃羝璧娜繜崃?,稱為該溫度下的水蒸汽的熱焓,其單位為(kJ/kg)。如飽和水蒸汽1009時熱焓為2680.34(kJ/kg)。在沸點下,1kg水轉變成為同溫度蒸汽所需的熱量,或將1kg飽和水蒸汽冷凝為同溫度的水所能放出的熱量,稱為該溫度下水的汽化熱或冷凝熱,其單位為kJ/kg,如09時水的汽經熱2502.69kJ/kg,509時為2384.11kJ/kg,1009時為2258.4kJ/kg。有時候提到的“潛熱”,可統(tǒng)稱為“汽化熱”。顯熱是指1kg水由09加熱至該溫度壓力下,開始汽化以前水所吸收的全部熱量,其單位為1kg。汽化熱、顯熱、熱焓三
14、者之間有密切的關系,可用公式表示:熱焓=汽化熱+顯熱我們所使用的加熱蒸汽,一般只能利用其汽化熱,不利用其顯熱。當使用冷凝水之類液體作熱源時,利用了冷凝水的顯熱。舉例,蒸汽燙傷手比熱水燙傷更厲害就是潛熱的緣故。九、粘度粘度是測量流體流動時,粘性大小的尺度,一般來說,粘性越大,流體因克服阻力而消耗的能量越大,粘度大小直接影響傳熱和流體輸送。十、蒸發(fā)強度單位蒸發(fā)面積單位時間所能蒸發(fā)的液體量,叫蒸發(fā)強度。第二章制鹽工藝第一節(jié)鹵水凈化從國內外真空制鹽看,由于原料鹵水的成份不是純的NaCl,而是含有其他多種成份,且各地鹵水的雜質種類和含量也不相同,鹵水中溶性雜質很多,這些可溶性雜質在真空制鹽的過程中易于結
15、垢和影響產品鹽的質量,如雜質鋇、鉛等對人體有危害,過多的鐵會污染食鹽,產生黑鹽和黃鹽,有的可溶性雜質,如SO42-等對化工制堿有影響,為此,國內外對鹵水都采取了物理的、化學的方法凈化。一、鹵水的種類1、天然鹵水a地表鹵水,儲存于地球表面或離地表很淺的鹵水,因為它聚集于天然水湖中,故又名鹽湖鹵水。b地下鹵水,儲存于地表以下一定深度的鹵水。C油氣田鹵水,隨石油噴射而夾帶的鹵水稱油田水,隨天然氣噴出而夾帶的鹵水稱氣田水,統(tǒng)稱為油氣田鹵水。2、人工鹵水將食鹽用水溶解而獲得的人工鹵水稱再制鹵水,如海鹽、湖鹽、礦鹽的再制。用淡水溶解鹽礦床而得到鹵水稱為鹽巖鹵水,它的特點是NaCl含量高,雜質含量視巖鹽礦床
16、成因而異,如我公司的鹵水就屬硫酸鈣型鹵水。3、海水海水是天然形成的,是大自然的產物,它富集了自然是許多稀有化學元素,是人類取之不盡,用之不竭的財富,用海水提取各種稀有元素,是將來化學工業(yè)發(fā)展的一個重要課題。二、鹵水凈化的意義鹵水凈化,即除去鹵水中的雜質。它避免蒸發(fā)設備結垢,避免因雜質引起的料液粘度增大和沸點升高,從而提高生產強度,延長生產周期,再者凈化后鹵水的雜質有利于綜合利用,國外鹵水幾乎全部采取了凈化,所以生產周期長、能耗低。我國由于鹵水凈化費用高,設備材質差,一般沒有凈化。隨著技術水平和管理水平的提高,現(xiàn)在已在向鹵水凈化方向發(fā)展。制鹽生產中,鹵水凈化是極其重要的一環(huán),它的意義在于:1、可
17、除去鹵水中的雜質,提高產品的質量鹵水中的某些雜質,嚴重污染產品,甚至毒害人體,如鹵水中含有Ba2+、Pb2+離子,有些雜質,影響鹽的感管質量,如我們公司的異味,如Fe2O3等鐵銹混入鹽中,F(xiàn)e3+與現(xiàn)加的松散劑亞鐵氯化鉀反應還可能生成藍色,硫酸鈉型鹵水,Na2SO4含量高達50克/升,蒸發(fā)岀的鹽Na2SO4占10%,不能食用,也不能作為兩堿原料,所以凈化鹵水可除去雜質,保證產品質量達到國標。2、凈化鹵水,可提高設備生產能力鹵水中的有些雜質易于結垢,影響傳熱。特別是CaSO4雜質有的鹵水中含量達1-2g/L,有的高達5-6g/L,由于CaSO4有一個逆溶解度的特性,故在鹵水輸送、預熱、蒸發(fā)等過程
18、中容易析岀,它堅硬、導熱系數(shù)小,易附著于各種設備管道上,若在加熱管上析岀,則形成導熱不良的垢層,增加傳熱阻力,使傳熱系數(shù)大幅度下降,降低蒸發(fā)強度和設備生產能力。此外,鹵水中的雜質還會加快設備的腐蝕,使料液的沸點升高,增加料液的粘度,降低蒸發(fā)強度。再者,除垢還要耽誤時間,減少有效生產時間。總之,除去鹵水中的雜質,有利于提高有效溫度差,減少熱量損失,增大傳熱系數(shù),減緩對設備的腐蝕延長生產時間,節(jié)省能耗,從而提高設備的生產能力,增加食鹽總產量。3、鹵水凈化,有利于化工生產和綜合利用純凈的NaCI是化工材料,除去Ca2+、Mg2+、SO42-雜質后,可保證碳化或電解的順利進行,如我們公司葉縣分公司生產
19、的金屬鈉用鹽,高純工業(yè)鹽等。另外凈化后的沉降濾渣能生產多種化工原料,如分公司凈化副產品BaSO4,是油漆、橡膠、醫(yī)藥、造紙等的重要化工原料。三、鹵水凈化的方法根據(jù)鹵水中雜質成份的不同,采用不同的凈化方法,相同的雜質也可采用不同的凈化方法,其它廠家的雜質處理方法不談,就講講我們公司的CaSO4型鹵水,處理此型鹵水有多種方法,我們選擇了燒堿純堿氯化鋇法,具體如下:1、工藝簡圖2、凈化原理a、加燒堿除去Mg2+和Fe3+MgCI2+2NaOH-Mg(OH)2;+2NaCIFeCI3+3NaOH-Fe(OH)3;+3NaCIb、加純堿除去Ca2+CaSO4+Na2CO3CaCO3J+Na2SO4CaC
20、l2+Na2CO3CaCO3J+2NaClc、加氯化鋇除去SO42-Na2SO4+BaCl2BaSO4J+2NaCl3、該法的優(yōu)缺點該方法凈化鹵水的效果很好,但是凈化原料來源很緊張,價格高,而且BaCI2有劇毒。前二次反應物沉降分離時間長,所用設備投資大,該方法凈化的鹵水可以生產高純度高質量的工業(yè)鹽和食用鹽。4、談談國外采用的石灰一C02法凈化。第二節(jié)傳熱及其影響因素一、傳熱基礎知識傳熱方式有三種,包括傳導、對流和輻射。制鹽中,傳熱是復雜的,它包括熱流體(蒸汽)把熱能以對流方式傳給加熱管外壁的液膜,由滯流液膜通過傳導方式傳遞給加熱管外壁,由管外壁以傳導方式傳達室至管內壁;管內壁經傳導方式通過垢
21、層傳達室至流體的滯流邊界層外側,再以傳導方式通過邊界層而達到邊界層內側,最后以對流給熱方式將熱能帶給整個管內的鹵水,從而完成整個傳熱過程。二、影響傳熱的因素。傳熱中,影響因素很多,但可用一個簡單的公式來表示:Q=KFAt此式稱熱速率式,是傳熱中必須遵循的基本公式,一切影響因素盡在其中,為加快傳熱,應加大傳熱系數(shù),提高有效溫度差,盡可能地增加傳熱面積。F傳熱面積,即加熱管的有效傳熱面積,增大辦法是增加管子數(shù)量,但管子太多,加大加熱室體積,影響鹵水流速,因此有一定限度,也可在加熱管上開槽,使其面積大于光管,即在同樣加熱狀態(tài)下,使傳熱面積增大。t傳熱溫度差,是總溫度差減去各種溫度損失(沸點上升,靜壓
22、溫升,短路溫度損失,過熱溫度損失,管道阻力溫度損失)增大At的辦法是提高末效真空度和減少各種溫度損失。K傳熱系數(shù)。其影響因素是對流給熱系數(shù),垢層厚度、加熱管材質、冷凝給熱系數(shù)。第三節(jié)真空蒸發(fā)制鹽工藝流程一、硫酸鈣型鹵水常用蒸發(fā)工藝流程1、汽路流程:由鍋爐房的加熱蒸汽進入I效加熱室,在加熱室內鹵水吸熱沸騰而產生的二次蒸汽作為II效加熱室的熱源,同理,11效蒸發(fā)室的二次蒸汽作為山效加熱室的熱源,11效蒸發(fā)室的二次蒸汽作為IV效加熱室的熱源,IV效蒸發(fā)室的二次蒸汽進入混合冷凝器。這種汽路流程可以說是真空制鹽的基礎模式,無論怎樣變化,真空制鹽的加熱流程基本是在此模式上發(fā)展和演繹的大同小異。2、鹵水流程
23、(平流進料,順流排鹽)平流進料是指鹵水分另送入各效,順流排鹽是指利用各效蒸發(fā)室內壓力依次降低,鹽漿可以自動地從前一效轉到后效,不必用泵輸送,操作簡便,減少了設備和管道。此法的缺點是:轉料時,高位熱能轉移到了低位,熱利用次數(shù)降低,蒸發(fā)經濟減少,轉料時各效鹽漿濃度逐漸升高,操作不穩(wěn),容易堵管。流種圖:3、冷凝水流程:冷凝水的排放暢通要特別注意,尤其是四效冷凝水,如果冷凝水排除不暢,易發(fā)生“打炮”現(xiàn)象(汽水沖擊),四效冷凝水排除不暢,主要原因是:a泵的吸入高度小,無法補償缸內真空造成的液柱;b冷凝水管被堵;c水泵漏氣;d一、二效料液大量轉入三效,料液突然由高溫轉向低溫,產生突然降溫降壓蒸發(fā),在四效加
24、熱室內冷凝為大量冷凝水。4、不凝氣1、不凝氣的定義在制鹽生產中使用的加熱室里,即蒸汽和蒸發(fā)罐內料液換熱的地方,蒸汽放出潛熱得到冷凝,料液獲得熱量溫度升高,伴隨蒸汽的冷凝過程,有一些蒸汽中夾帶的氣體,一直以氣體狀態(tài)存在,不能被冷凝,其主要成分是02、C02等氣體,這部分氣體稱作不凝氣。2、不凝氣的來源對于鍋爐蒸汽直接加熱的I效加熱室,其不凝氣的來源是鍋爐用水除氧不凈,主要成分是氧氣,由于鍋爐用水要求相當高,所含不凝氣量極少,每噸激光器不凝氣含量不大于15mg對應II、山、IV效加熱室,它們的不凝氣來源是溶解于進罐鹵水中的空氣,鹵水被加熱后,空氣從鹵水中溢出,隨二次蒸氣進入下一效的加熱室。主要是0
25、2、C02等氣體,在不同溫度下,鹵水中空氣含量不同,隨溫度升高而減少。如圖1。不凝氣在加熱室中對傳熱的影響很大,其遮蓋在加熱管壁面,增加了一層附加熱阻,因氣體的導熱性差,使得加熱管壁面導熱系數(shù)下降。如下表。加熱室中不凝氣含量0.51234567導熱系數(shù)下降455570768182.583.5844、不凝氣的排放4.1談不凝氣的排放前,先算不凝氣的量有多少。以我們公司的生產情況為例進行分析,我們每小時平均消耗55噸背壓蒸汽,180m3原鹵,向各效進鹵量大體為I效55m3/h,11效50m3/h,HI效45m3/h,1V效30m3/h。為使鹵水中所含不凝氣增多,利于分析,假設鹵水是在沒有預熱的09
26、直接進入蒸發(fā)罐,且假設背壓蒸汽和泛汽的冷凝水中沒有溶解不凝氣,鹵水蒸發(fā)后逸出的不凝氣全部包涵在泛汽中。I效加熱室所用背壓蒸汽的水源是鍋爐用軟化水,每噸水經高溫除氣后含氧量V15mg,充分考慮其它氣體在除氣以后水中的溶解,噸水含不凝氣至多30mg,1效加熱室每小時冷凝55噸蒸汽,共有55x30mg=1650mg=1.65g不凝氣產生。由鹵水中空氣含量圖查得0C時鹵水中每m3含25g空氣,得II效加熱室每小時有不凝氣55x25g=1375g=1.375kg不凝氣,11效有1.25kg不凝氣,1V效有1.125kg不凝氣。由0C、1大氣壓空氣的密度1.25kg/m3可算岀IV效加熱室每小時產生不凝氣
27、的體積,分別是0.00132m3、1.1m3、1m3、0.1m3。再用理想氣體狀態(tài)方程式PV/T=常數(shù)R,把0C的各效不凝氣換算成各效壓力和溫度下的體積分別是0.00067m3、0.99m3、1.67m3、3.45m3。4.2不凝氣的排放由4.1的不凝氣體積,得岀各效不凝氣排放管完全排除不凝氣的管中氣速。I效不凝氣排放管內徑32mm,其每秒流速為0.00067m3一3600s+nx(0.032/2)2m2=0.00023m/s同理II效排放管內徑32mm,每流速0.34m/s;山效排放管內徑40mm,每秒流速0.37m/s;IV效排放管內徑52mm其流速0.45m/s。以上所算不凝氣的量是按0
28、C鹵不所含不凝氣量,實際上生產時由于地熱的作用,從礦山采岀的生產用鹵溫度均在0C以上,其不凝氣含量低于上述值,又加上鹵水進罐前還要鄧熱脫氣,所以實際生產操作時,不凝氣的排放速度度遠低于0.45m/s的最高流速,但實際操作中,許多人員只知其有,有知其量,盲目排放不凝氣,至使大量蒸氣被當作不凝氣排入不凝氣部管或排放入下效加熱室,排入不凝氣總管的蒸汽被混合冷凝器冷卻,白白浪費得不到利用。排入下一效加熱室相當于高溫高壓過熱蒸汽,冷凝速度很慢,對飽和蒸汽的冷形成氣阻,相當于人造不凝氣,降低了加熱管的傳達室熱系數(shù),也相當于減少了加熱室的傳熱面積,吸收熱量必然減少,抑制了上一效蒸發(fā),降低了本效的出鹽,系統(tǒng)正
29、常的溫差分配被破壞,噸鹽汽耗增大。據(jù)我們在生產競賽的實踐證明,同樣的生產條件,不凝氣排放科學合理,平均每班比憑感覺沒有原則排放每班多產鹽45.5%,噸鹽汽耗低0.05噸。對于|、山效加熱室中不凝氣的排放,生產時壓力大,稍微開啟不凝氣排放閥門,其排量就很大,排入不凝氣總管時看不見,排量不易控制,浪費嚴重,因其壓力大于大氣壓,可把其直接排入大氣中,易于觀察,排放管安裝時應朝向地面,有向下傾斜的小角度,排放量佳狀態(tài)是不凝氣排放管口無蒸汽冷凝的白霧,排放口有汽感而不直沖,水滴不進滴出,說明在排放時已排放完全且?guī)С隽瞬糠诛柡驼羝?,在排放管中冷凝成水。另外,操作人員接班時要檢查不凝氣閥的開啟情況,先開大再
30、慢的調小,以排除上班可能殘存的不凝氣,調節(jié)岀適合本班情況的開度。對于山、IV效加熱室中的不凝氣,因其負壓所以不能象前兩效那樣直觀,但可以通過計算它們的量,根據(jù)搟氣閥前后氣體溫度約相差239的原則,結合控制室參數(shù)變化找岀合適的閥門開度,宗旨是稍大勿縱,即稍微開啟大一些,以確保排除不凝氣,但絕對不可以完全打開,排走不凝氣也排走了大量蒸汽??偠灾?,排不凝氣時少夾帶蒸汽;操作中多巡視、勤動手,適應不同的情況很關鍵。若使不凝氣產生的影響降到低限度,還需從鍋爐用水和鹵水預熱脫氣著手,從根本上減少不凝氣量。第四節(jié)反循環(huán)工藝一、正循環(huán)、反循環(huán)工藝正、反循環(huán)是指蒸發(fā)罐內料液在蒸發(fā)罐內若從上至下流動就是正循環(huán),
31、若從下向上流動就是反循環(huán)。(正循環(huán))(反循環(huán))二、反循環(huán)的特點塊鹽堵管少,刷罐周期長,結晶粒度大,節(jié)能降耗等。工作原理如下:料液通過加熱室,獲得2.539的溫升,從蒸發(fā)罐底部進入蒸發(fā)罐后,自下而上流動,由于料液溫升使得料液的溶解度增加,形成不飽和狀態(tài),不飽和料液存在的區(qū)域叫不飽和區(qū)。在不飽和區(qū)里,料液中的部分晶胚回溶到料液中,小晶胚被溶解掉,大晶核表面也被部分溶解,即通常所講的反循環(huán)“滅晶、整形”作用。過熱料液上升至液面附近沸騰蒸發(fā),水份蒸發(fā)后形成過飽和區(qū),過飽和區(qū)中的NaCI分子迅速吸咐在整形后的晶種上結晶析鹽,大顆粒沉入鹽腳,小顆粒隨料液參加下一次循環(huán)。第五節(jié)石膏晶種防垢法石膏晶種防垢法就
32、是在制鹽蒸發(fā)罐內,用蒸發(fā)濃縮時析出的微粒石膏(無水石膏和含結晶水石膏的混合物)加入罐內,作為晶種,起晶核作用,從料液中析出的初生態(tài)石膏附著于其表面,防止了在加熱管上析出結垢,這是一種物理方法,相當于用石膏本身的特性對鹵水起凈化作用。石膏晶種法于50年代在日本成功地用于CaSO4型鹵水制鹽的防垢。直到目前世界上許多國家普遍采用此法。我國四川自貢首先在國內進行試驗成功,于1979年11月至1980年8月進行生產性試驗,探索了生產過程中采用石膏晶種法的操作條件,從此石膏晶種法在我國CaSO4型鹵水制鹽中防垢和凈化鹵水起個相當大的作用,大大地推動了鹽業(yè)生產的發(fā)展。從國內外生產實驗看,這些實驗共同的特點
33、有兩條:一是保證蒸發(fā)罐內懸浮固體石膏量為20g/L左右;二是石膏粒度小于20微米效果更好。根據(jù)生產性試驗操作情況,可歸納為以下幾條:(1)堅持石膏含量有低于20g/L,開車時不低于15g/L,需注意石膏結垢最容易的時間是初始階段,因為CaSO4的過飽和度在開始蒸發(fā)時有一高值過程,而結垢速度與過飽和度的平方成正比。石膏含量太高,將增加料液粘度、比熱、比重,從而降低熱量的傳遞。試驗證明,當懸浮石膏超過40g/L時,其傳熱系數(shù)降低8%。(2)石膏晶種過大,比表面積小,不利于石膏的附著,晶粒越小,比表面積越大,防垢效果越好,除粒徑外,表面形狀也有關系。不規(guī)則形狀,呈現(xiàn)凸凹不平蜂窩狀,比相同重量的圓形石
34、膏所起作用更大。生產中無法隨時查定石膏粒徑大小,而采用鹽腳浮選、洗鹽器洗液和旋流器頂流向回罐等辦法回收細粒石膏。為了增大活性表面可以用粉碎石膏。3、解決大塊鹽是防垢的一次必要輔助措施,由于大塊鹽的存在,造成洗罐,使溫度、濃度、石膏含量發(fā)生變化,破壞了晶種防垢法的操作條件。由于鹽塊的脫落,造成加熱管或排鹽管堵塞,沖堵時使用的淡鹵或自來水,破壞了罐內平衡,降低了石膏濃度,增加了結垢可能性,事實證明,這一問題不解決,石膏晶種法很難實現(xiàn),現(xiàn)在一般采用罐體襯里,循環(huán)管進口采用濾網(wǎng),延長了洗罐的周期。4、提高循環(huán)速度,維持適當?shù)墓腆w粒度對管壁的摩擦,加強攪動,加劇沖刷,減少過熱溫升,可降低硫酸鈣過飽和度和
35、附著可能,使結垢速度降低。5、實行動平衡操作法,使石膏在缸內進出平衡,晶種添加量應與食鹽帶走量,此液帶出量維持基本平衡,以免罐內石膏忽高忽低。6、加快分析速度。因石膏結垢快,而化驗分析速度慢,分析速度慢時,有馬后炮之勢。7、操作五穩(wěn)定:蒸汽壓力穩(wěn)定,真空度穩(wěn)定,液面穩(wěn)定,石膏含量穩(wěn)定,班產量穩(wěn)定。近幾年除石膏晶種防垢法外,也有采用柴油法,添加六偏磷酸鈉等堿金屬磷酸鹽于鹵水中,可以減緩CaSO4結垢。第六節(jié)操作五穩(wěn)定蒸汽壓力穩(wěn)定、真空度穩(wěn)定、液面穩(wěn)定、石膏含量穩(wěn)定、班產量穩(wěn)定。1、蒸汽壓力穩(wěn)定,真空度穩(wěn)定對于我們講的真空蒸發(fā)制鹽工藝,真空和蒸發(fā)是制鹽的兩個定語,可以說必須在真空條件下的蒸發(fā)結晶制
36、鹽才能稱得上是真空蒸發(fā),(分析主謂成分讓大家深刻理解“真空情況下蒸發(fā)鹵水中的水制出鹽”的含義)?!爸汽}”用樸素的觀點理解就是蒸出水、留下鹽,蒸出水需要熱源,即需我們前面講的含有大量潛熱的蒸汽,蒸汽怎樣從熱電送過來,需要壓力通過管道輸送,對于一定直徑的管道來說,壓力越大,流量越大,對于一定壓力的蒸汽來講,不同壓力的蒸汽溫度不一樣,熱焓值不一樣,加熱鹵水產生的效果不一樣,當蒸汽壓力超過正常值時,它帶動各效蒸發(fā)罐內壓力普遍抬高,各效內低溫料液在高壓下停止沸騰蒸發(fā),當蒸汽壓力低于正常值時,造成蒸汽與料液間原有的傳熱溫差減少,蒸汽的熱能不能順利地傳遞給料液,而過熱的料液在低壓環(huán)境下劇烈蒸發(fā),在新的壓力環(huán)
37、境下相當于能量后移,減少了能量利用次數(shù),所以壓力忽高忽低都不好。一定的真空度代表著一定末效蒸汽壓力,代表著一定的末效溫度。當真空度降低時,末效溫度升高,造成總溫差減小,推動力減弱,前后傳熱效果變差,若真空度不穩(wěn)定,則蒸發(fā)推動作用的溫度差起伏波動,使蒸發(fā)效果產生和蒸汽壓力不穩(wěn)時,相同的效果,最終影響蒸發(fā)出鹽。2、液面穩(wěn)定液面不穩(wěn)定造成沸點上升、靜壓溫升、短路溫度損失,過熱溫度損失,液面低時會堵加熱管,壞循環(huán)泵、罐內結垢等。3、石膏含量穩(wěn)定石膏含量小時易結垢,起不到石膏晶種法作用。石膏含量大時降低傳熱系數(shù)。4、班產量穩(wěn)定若以上幾項穩(wěn)定,班產量肯定穩(wěn)定。第七節(jié)鹵水除異味異戊酸等有機小分子酸。上述有機
38、酸對水有一定水溶性,當油頁巖層接觸水面時,水中溶解有機物的量隨接觸面的增大及浸泡時間延長而增多,到目前為止,在鹵水中總的有機物含量約10PPm。2、除異味的方法本公司經多次試驗后采用的除異味有效方法為吸附法,它利用相似相容原理,即物質的極性相同或相近時相互之間親和力最大、最容易結合或聚積在一起。利用與上述有機酸極性相近的多孔樹脂處理鹵水后,鹵水中的有機酸都吸附在樹脂的孔里,當樹脂的活性被有機酸占滿后,吸附劑失去吸附能力,然后用NaOH處理吸附劑,吸附劑即再生,重新具有吸附能力。吸附劑再生也是利用相似相容原理,吸附有機酸的樹脂經NaOH浸泡后,NaOH與有機酸生成鹽,鹽是一種強極性物質,與樹脂的
39、極性相差較大,但與水的極性接近,故鹽很易與水結合,即易溶于水,與樹脂的親和力變小,同樹脂分離,有機酸變成鹽以后,溶于水中,從樹脂孔里出來,實現(xiàn)樹脂的再生。鹵水除含有機酸以外,還含有更少量的有機烴分子,該物質與堿不反應,加堿不能改變其極性,故仍留在吸附劑里面,隨吸附有機烴分子的增多,吸附劑也將失去知性,當吸附有機烴飽和時,只有用甲醇使吸附劑再生。甲醇再生的原理也是相似相溶原理,有機烴溶解在甲醇中使吸附劑得以再生。二、工藝流程原鹵第八節(jié)鹽的防結塊一、食鹽固結原因干燥食鹽在堆放過程中的固結現(xiàn)象,取決于食鹽水份、粒度、溫度和環(huán)境溫度、堆放時間和受壓情況、運輸條件、添加劑的選擇與用量、食鹽的雜質成分等。
40、這些影響相互關連、相互作用,形成一個復雜結塊過程。1、環(huán)境濕度環(huán)境濕度的交替變化,對食鹽的結塊起重要作用。氯化鈉的臨界濕度為75%相對濕度,超過這一值時,鹽吸收空氣中水分而潮解,在鹽晶表面形成飽和鹽水。當大氣濕度降至75%以下時,飽和鹽水又蒸發(fā)水分析出鹽晶,相鄰鹽晶因混溶結晶而粘接,如此反復,則使鹽晶連成一片而逐步堅硬,這種狀態(tài)是在鹽粒靜壓下完成,使之成為堅硬鹽塊。2、粒徑與固結也有一定關系,鹽粒越小,固結可能性越大,因為其表面積越大,鹽粒與空氣接觸面積就大,潮解結塊容易。此外,在大粒鹽之間夾雜許多小鹽粒,則出現(xiàn)細鹽反復潮解、結晶而使大粒鹽相互粘接,試驗證明,對于粒度低于200目的細鹽粒,即使
41、加入國際上公認的抗固結劑亦無濟于事,仍然結塊。3、鹽的堆放高度和時間對鹽的結塊亦有影響,堆積越高,下面鹽包受壓力越大,使下部鹽粒在深解結晶過程中為連更緊密,形成塊鹽。堆放時間越長,結塊更嚴重。4、鹽的溫度對結塊亦產生影響,若將食鹽裝入敞口容器,放入烘箱中烘烤,則發(fā)現(xiàn)很快結塊。也有人反映在一定條件下,熱鹽包裝容易結塊,這也與溫度變化有關。所以鹽包裝時并非鹽溫越高越好。5、食鹽中的雜質如氯化鈣、硫酸鈉、氯化鎂等由于它們在空氣中比食鹽更容易吸潮而發(fā)生溶解,促進食鹽的結塊。6、存放條件和運輸條件直接與結塊有關。過去采用麻袋包裝,鹽的結塊極易發(fā)生,其原因是麻袋孔隙大,鹽和空氣接觸機會大,潮析現(xiàn)象頻繁,必
42、用內塑外編袋后,情況大有改觀。倉庫環(huán)境差,如潮濕、周圍有水霧,倉庫內有熱管通過,漏雨、露天堆放等易使食鹽結塊。運輸車輛潮濕,途中停放時間過長等,會加快鹽的結塊。運輸距離長(如出口鹽),周轉環(huán)節(jié)太多(如人力、汽車、火車、輪船轉運),也是鹽結塊的條件。二、防固結方法1、保持較均勻的食鹽顆粒,盡量減少細鹽混于其中,否則即使有防固結添加劑亦難于防固結。其具體操作是對干燥后食鹽進行篩分,除去過細粉末,或對工藝技術改進少出粉鹽。2、干燥后食鹽采用冷床或自然通風冷卻后,進行密封包裝,減少食鹽與空氣接觸機會。3、完善貯運條件和合理周轉,應力求防潮,在調運上實行先進先出,避免長期堆放成“死鹽”。三、抗結劑的選用
43、與效果國際公認的抗結劑種類較多,但最常用的是亞鐵氰化鉀,我車食鹽標準亦規(guī)定亞鐵氰化鉀。其優(yōu)點是:用量少,防固結效果好,無毒,在人體內不積累,可由尿排出,成本低,易操作。我們公司在鹽中添加抗結劑的量是每年610月,添加量是69mg/kg鹽,其它月份26mg/kg鹽。第三章蒸發(fā)設備原理第一節(jié)蒸發(fā)主要設備蒸發(fā)系統(tǒng)各類定型和非定型設備很多,為了操作工人掌握,我們著重介紹以下幾種主要設備。用于鹵水的蒸發(fā)器,分“標準式蒸發(fā)器”和“外加熱式蒸發(fā)器”兩種,前者加熱室在蒸發(fā)器內,后者加熱室在蒸發(fā)器外部。蒸發(fā)室是一空心殼體,其結構示意圖如圖所示。二、加熱器近來年,各類高效能加熱器相繼出現(xiàn),如“套管式換熱器”、“開
44、槽換熱器”、“隔板換熱器”等,為使大家對這些換熱器有所了解,再作一簡單介紹?!疤坠苁綋Q熱水器”是大管套小管的設備,其特點是料液雙面受熱,加快傳熱速度,提高生產能力。此技術從法國制糖工業(yè)引進,在制鹽中使用效果還好,其傳熱系數(shù)約提高50%80%。“開槽管換熱器”是在加熱管上開出不同形狀的縱或橫槽。其目的有兩個,一是間接加大傳熱面積,二是改變冷凝水的流動狀態(tài),促使冷凝水提早從加熱管脫落,從而降低冷凝液膜厚度,加快傳熱。或者使冷凝水膜由滯流變?yōu)橥牧?,也可大大提高傳熱效果。試驗證明,雙向螺旋開槽管在制鹽中使用,普通碳鋼開槽管傳熱系數(shù)可達3000 x4.19KJ/m2巾9以上,比光管提高50%以上?!案舭?/p>
45、換熱器”是在普通加熱室中部增加一橫形隔板,成為中間花板。其目的是“分割冷凝水”,讓加熱管壁上的冷凝水從中部排出,降低液膜厚度,加大傳熱系數(shù),此法已應用于制鹽生產。F=GX1000/hG2xn式中:G1全年產量(t)h全年生產時間(h)G2單位時間、單位面積產鹽量(kg/m2h)n效數(shù)若年產30萬t鹽,單位面積產鹽可取10,年生產時間7500h,四效生產,則F=30 x1000/7500X10 x4=1000m2三、循環(huán)泵這是制鹽的心臟,擔負著鹽漿的循環(huán),關系到傳熱之好壞,影響到生產是否正常。多年來已研制了多種循環(huán)泵,我們將其作逐一介紹。眾所周知,制鹽用循環(huán)泵均為軸承泵,其特點是:大流量,低揚程
46、,其動力消耗主要為克服阻力損失、機械損失、液壓損失,輸送料液損失等?,F(xiàn)生產使用的有:PCL泵,WFZ泵,QZW泵。PCL泵II型如圖36。WFZ為新型泵,其特點是使用方便,運行穩(wěn)定,易于檢修,流量大,其密封采有“特種填料”而不是機械密封。為滿足制鹽生產需要,研制了“耐腐蝕鑄鐵”作泵殼,E2鋼材料作葉輪,大大提高了使用壽命,而其價格卻只為引進泵的40%50%。WFZ型泵主要性能為:流量:6500m3/h,揚程:3m,主軸轉速:730r/min,電機功率:130kw,主要規(guī)格型號如表3-1(同時可按具體用途生產申800、申900泵)。管道泵:自貢市張家壩制鹽化工廠引進一套泵制鹽裝置,其循環(huán)泵為安裝
47、在循環(huán)管上的“管道泵”,我國現(xiàn)亦生產此泵,其主要性能如下:表3-1WFZ型泵性能表型號轉速(r/m)流量(m3/h)揚程(m)配電機密封更換時間型號功率WFZ-70073065003TS127-8130填料6個月WFZ-70074050003Y135L2-8110填料6個月WFZ-60074038003Y315L1-890填料6個月WFZ-45098023003Y280M-655填料6個月WFZ-40098015003Y225M-630填料6個月表3-2幾種管道泵性能型號流量Q(m3/h)揚程(m)效率(%)電機功率(kw)QZW30040010002.53.56222QZW400700150
48、02.53.56530QZW500150025002.53.56755QZW600250035002.53.57075QZW700370062002.53.572120QZW800540072002.53.574185QZW900750090002.53.574220四、冷卻設備其主要作用是利用水汽混合將末效二次蒸汽冷凝,降低末效壓力,增大傳熱總溫差?;旌侠淠鳜F(xiàn)大多采用噴淋式,水、汽逆流換熱,不凝氣用真空泵或蒸噴泵抽出。冷卻水經混合的溫度升高,大部分地區(qū)采用“循環(huán)使用”方法,故應將水溫降低。過去大多采用噴淋冷卻塔,噴淋池自然冷卻,點波塔冷卻等方法。近年來,采用“旋轉噴霧冷卻塔”效果很好。其主
49、要參數(shù)如下。表3-3幾種噴霧塔參數(shù)型號冷卻水量(t/h)風扇轉速(r/m)噴霧直徑(m)噴霧高度(m)風扇直徑(mm)XPL5/0.105450221050XPL20/0.1020450331050XPL35/0.1235500541050XPL60/0.156058064.51200PWZX-2524313803傾角140風量26000m3/hPWZX-4035453703傾角140風量25000m3/h第二節(jié)脫水干燥一、基本原理脫水是用離心機含水40%50%的鹽漿在其高速旋轉使鹽分離,得3%左右的“濕鹽”。干燥是將濕鹽送入干燥器在旋轉或沸騰狀態(tài)下用熱空氣(或其它熱氣體)蒸發(fā)掉濕鹽中水分,得
50、到干鹽的過程。分離的決定因素是離心力,其代表式為:C=Grn2/900(kg)式中:C離心力(kg);r旋轉半徑(m);n每分鐘轉數(shù)(r/min);G轉鼓加物料重量(kg)可見,加大半徑和轉速,均可加大分離效果,實際上,增大轉速更為有效。干燥熱源為蒸汽,預熱空氣去直接接觸濕鹽,通過傳熱傳質過程蒸發(fā)水分并排出系統(tǒng),濕鹽得到干燥。這里要提醒蒸發(fā)工和干燥工,要了解空氣的絕以濕度、相對濕度、濕含量、熱焓量,同時應學會空氣焓濕(I-X)圖的實際使用。在現(xiàn)代,食鹽干燥一般配合干鹽的冷卻過程,在干燥器中設“冷床”,用冷空氣通過熱鹽會吸收熱鹽中熱量,降低鹽溫,利于加碘和食鹽包裝。二、干燥設備食鹽的干燥設備曾使
51、用過滾筒干燥器、氣流干燥器、振動流化床、固定式沸騰干燥器等?,F(xiàn)普遍采用的是固定式沸騰干燥器。其基本結構如圖37所示。內熱式沸騰干燥器經過多年改進研制出一種新型設備,其主要部分與一般干燥器相同,其關鍵問題是改變風帽進風方式,取消“卵石層”,其結果是大大降低風室風壓,增大單位生產能力,操作穩(wěn)定、能耗降低。其生產實際數(shù)據(jù)見表34和表35。表34GFC固定式沸騰干燥器特性1條層面積3126床層空塔速度(m/s)2進風溫度熱床130150C7風機風壓冷床常溫空氣0a(mmH2O)3排氣溫度(C)65708主要材質分布板不銹鋼風帽不銹鋼殼體復合板或碳鋼涂層冷床t+15C4風室壓力2400MmH2O3005
52、床層壓力微負壓實際使用效果良好,老式固定床,振動,床新型固定床主要指標對比如下:表35幾種干燥器比較項目單位振動床老固定床內熱床熱風溫度C130140135140110120熱風壓力MmH?O275300270290290300冷風壓力MmH2O225250230250200220干燥前鹽含水%3.03.84.53.85干燥后鹽含水%0.31.00.51.50.20.3尾氣溫度C455555604042干燥后鹽溫C4045503840電耗Kwh/t3.355.753.54第三節(jié)工藝計算一、簡易工藝計算計算分下列步驟:計算基礎、工藝流程、物料計算、熱等。現(xiàn)舉實例如下:(一)計算基礎1、生產時間:
53、每年300天,每天22小時,全年共7040小時;2、產鹽量:10萬t/a;3、鹵水含NaCl:200g/L,CaSO4:4g/L;4、成品規(guī)格:NaC199%;5、NaCl總回收率:95%。計算1、每小時產鹽量100000/7040=14.2(t/h)2、每小時耗鹵量14.2x990+(200 x0.95)=74(m3/h)或14x1.14=84.36(t/h)每噸鹽耗鹵:74/14.2=5.211(m3/)或84.36x1000/14.2=5941(Kg/t)3、每小時蒸發(fā)水量W=Bw/BgMg=930/200 x1.030 x14200=68011(kg/h)式中:m=(1+BB2)By=
54、(1+0.02-0.03)x0.99=1.030mjm20.95B1帶入系統(tǒng)白水量(kg/kg)-0.02;B2濕鹽含水量(kg/kg)-0.02;By成品鹽中NaCl含量();0.95總回收率%(m1、m2)。930為每立方米鹵水中含水量=1140210(1140為每立方米總重量,210為總固形物重量,其中200為NaCl重量,10為其他固形物)。4、脫氧器蒸發(fā)水量設鹵水在O.lxlO5Pa絕壓下脫氧,鹵水溫度60C,比熱3.43(KJ/kgC),則蒸發(fā)水量:84360 x3.4360-(45.45+7)=913(kg/h)2393.35、在蒸發(fā)罐內實際蒸發(fā)水量68011913=67098(
55、kg/h)如果粗略計算,可以由此計算出加熱蒸汽消耗量和冷卻水需要量。6、加熱蒸汽消耗當蒸發(fā)比為2.8時,G汽=67098/2.8=23964(kg/h)=24(t/h)當蒸發(fā)比為2.5時,G汽=67098/2.5=26839(kg/h)=26.84(t/h)7、冷卻水消耗量平流排鹽時,W水=67098x0.22x2393.9=1054713(kg/h)=1050(t/h)8x4.187順流排鹽時,W水=67O98xO.25x2393.9=1198538(kg/h)=12OO(t/h)8x4.187式中:0.22和0.25為IV效蒸發(fā)水量與總蒸發(fā)水量之經,8為冷卻水進口溫差(C),4.187為換
56、算系統(tǒng)。8、加熱面積估算若粗略計算,以平均傳熱系數(shù)、平均汽化潛熱、平均有效溫度差為基準,則可求出所需傳熱面積。設平均傳熱系數(shù):1800(W/m2C)平均有效溫差:11(C)平均汽化潛熱:2260(KJ/kg)則據(jù)q=kFAt,得岀如下計算67098x2260=1800 xFx11F=67098x2260=1827.8(m2)1800 x11x4.19若四效按等面積計算,各效面積為:1827.8/4=457(m2)巖鹵水中NaCl為300g/L,則F=457x200/300=304(m2)二、幾項技術經濟指示計算(一)鹵水消耗量每生產一噸所消耗的實際鹵水量,叫鹵水消耗量,現(xiàn)全國有兩種計算方法,一
57、是以鹵水實際體積為基礎。稱為“原方”;另一種是將鹵水折換為NaCl為1100g/L為基準而計算體積,稱為“標方”。比如氯化鈉含量為300g/L的鹵水現(xiàn)有10m3則的方為10m3,如果換算基準濃度100g/L,則標方為:300/100 x10=30(標m3)如果10m3鹵水,氯化鈉含量為80g/L,其原方仍為10m3,而標方為:80/100 x10=8(標m3)在計算鹵池溶液積,管道大小,設備尺寸時,用“原方”較方便,而進行單位產品消耗時,最好用“標方”,否則易造成混淆。如:每產一噸鹽,A廠用鹵水4.2m3,B廠用4m3,到底誰的消耗高呢?從數(shù)字上看,B廠消耗低。但是,鹵水中兩廠氯化鈉含量并不相
58、等,A廠鹵水氯化鈉含量250g/L,B廠鹵水氯化鈉含量280g/L,二廠消耗鹵水標方是:A廠:250/100 x4.2=10.5(標m3)B廠:280/100 x4=11.2(標m3)顯然,B廠消耗大于A廠,A廠指標先進。單位產品耗鹵計算公式為:噸鹽耗鹵(標方/t)=鹵水消耗量(m3)xNaCl含量(g/L)產鹽量(t)x100(g/L)(二)燃料消耗燃料消耗(供蒸發(fā)使用燃料)單位為(kg/t),指每生產一噸鹽所消耗的標準煤量,由于全國使用燃料不同,不煤、天然氣、重油等,它們熱值各不相同,就是同一種燃料,熱值也不同,故一般以折換為標準煤來統(tǒng)計。但各廠為了直觀,也用燃料本身消耗量來表示,便于掌握
59、消耗情況。如130m3天然氣/t鹽,0.2kg標準/t鹽,100kg重油/t鹽等。用標煤計算時,規(guī)定每公斤煤熱值為29309KJ(即7000千卡)燃料消耗(kg標煤/t)=燃料熱值x消耗量產量X29309各種燃料熱值換算如表36表36主要能源折換表(按原單位計,括號內為國際單位KJ/kg)燃料名稱計量單位國家統(tǒng)計局標準總局熱值(KJ/kg)折標煤(kg)熱值(KJ/kg)折標煤(kg)原煤kg5000(20935)0.7145000(20935)0.714J-f-|_|_|焦炭kg6800(28471)0.9706800(28471)0.971原油kg10000(41868)1.4310000
60、(41868)1.429重油kg9700(40614)1.3910000(41868)1.429天然氣m39310(38985)1.333500(35589)1.214焦爐煤氣m34000(16748)0.5714300(18004)0.614電力度860(3600)0.123如果用背壓蒸汽作熱源,在計算能耗時,可按一般鍋爐熱效率80%計算,再按公式求出標煤。(三)蒸發(fā)經濟按其定義,蒸發(fā)系統(tǒng)加入一效加熱室生蒸汽量與各效生產的二次蒸汽量(包括脫氧器鹵水蒸發(fā)量)之比值,叫“蒸發(fā)經濟”,其計算如下:蒸發(fā)經濟=鹽產量x每噸鹽蒸發(fā)水量生蒸汽量每噸鹽需蒸發(fā)水量,可根據(jù)鹵水濃度及其他條件計算(見本簡易工藝計
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