真空制鹽工藝防垢除垢方法全解

鹽即是人類生活中必不可少的營養素和調味品，又是化學工業的基本原料。但是制鹽工藝中有一個問題一直困擾大家，那就是結垢，今天就一起揭開制鹽工藝的神秘面紗，以及制鹽過程中如何預防結垢和結垢后除垢的方法!

真空制鹽是個什么工藝？

       真空制鹽是指鹵水在不同“真空”狀態下的蒸發罐組中進行蒸發，由于各罐間的壓降差，形成沸點遞降，從而使熱量依次傳遞，“二次蒸汽”能多次利用的一種現代化制鹽生產方法。

      該方法具有機械化和自動化程度高，熱能消耗少，生產成本低等優點。

整個真空制鹽生產，分為鹵水處理、蒸發制鹽、脫水干燥、包裝侖貯四大工序。其總體方塊流程如圖1-1：

四大工藝詳細介紹如下：

1.鹵水處理

       因鹵源不同而處理方法不同，石膏型沿鹵主要除鈣；芒硝型巖主要除硫酸納；有鋇黃鹵主要除鋇；黑鹵主要除硫化氫；各類鹵水均應脫氧，調節PH進罐；為保證鹽質也應該除鐵。鹵水處理工序一般分為加藥攪拌和沉清崗位。

2.蒸發工序

      是真空制鹽的主要工序。其主要過程為蒸汽加熱一效鹵水，二次蒸汽逐效加熱下一效鹵水，末效二次蒸汽由冷凝器用水冷凝帶走。鹽由鹽腳抽至旋流增稠，稠料液去離心脫水，稀料液回罐或排除系統。各效冷凝水閃發回收熱量，最后送至其他工段。該工序主要分液面操作、旋流增稠選水、排鹽、冷凝水等四個崗位。

      脫水干燥工序主要是將增稠為60%~70%左右鹽漿在離心機內脫水，得含水3%左右濕鹽。

3.母液返回蒸發罐

      濕鹽去干燥器（一般為沸騰干燥器），經與熱空氣接觸使大部份水分氣化，得到含水0.5%以下干鹽。在干燥入口處加入防結塊添加劑——亞鐵氫化鉀——2~3PPM。該工序一般分為二次增稠選水，沸騰干燥幾個崗位。

4.干燥經皮帶機和計量稱分別包裝或入倉散裝

該工序一般分為運輸、計量、包裝三個崗位。

如何提高真空制鹽的生產能力呢？

1.提高鹵水流速

      由于流速高、溫升小，則避免鹵水在加熱管內沸騰，從而可克服生產上出現的堵管現象。同時，由于所需“液壓高度”減低更利于料液的蒸發和減少短路溫度損失。但流速的增加不是無限的，流速的增大會加大動力消耗，導致電費增加，因此，制鹽生產上一般鹵水流速在1.5~2.0米/秒左右。

2.防止加熱管壁結垢

防止結垢的方法較多，但常用的有三種方法：

       在鹵水中加入純堿等原料，除去鈣、鎂、硫酸根等成分，這是防垢的根本措施，也就是通常的鹵水預處理法；

       嚴格控制罐內液面，控制加熱室壓力，控制流速，使用內壁光滑的管材（如鈦或不銹鋼）；

      在制鹽蒸發罐內，加入一定的固體石膏，這些懸浮于料液中的石膏，起著晶核的作用，從料液析出的初生態石膏附著于其表面，防止了在加熱管上析出的結垢，這叫石膏晶種法。

3.提高真空度

主要包括兩個方面：一是設計合適的冷凝真空裝置，如本項目的蒸汽噴射器，二是降低冷卻水溫度。

4.提高蒸汽的使用

       如某一項目中在II~V效之間增加乏氣預熱器，對熱量的利用可提高30%以上。

如何防止加熱管結垢？

為防止蒸發設備結垢 ,采用的防垢措施有 :

 1.重視蒸發設備材質的選擇

      不同材質結垢情況不同 ,選擇合適的材質對垢的形成速率有很大影響。蒸發室、加熱管是真空制鹽關鍵設備組成部分 ,它們的選材變化較多,歷史上曾用過碳鋼 、銅、合金鋼、不銹鋼等,到目前為止已使用鈦材及合金。材質之所以不斷改善, 主要是適應制鹽生產以及使用環境的需要 ,既要耐腐蝕,又要有良好的傳熱性。

 2.晶種法

      通過在濃鹽廢水中加入一定的硫酸鈣或氯化鈣作為晶種，利用與垢物相同的晶體表面對垢物的親和力，降低廢水中硫酸鈣過飽和度，使廢水中析出的硫酸鈣分子優先附著在懸浮的晶種上，而不是沉積在加熱管內壁上，達到了防垢的目的。

3.加阻垢劑法

       通過添加阻垢劑，去螯合廢水中的金屬結垢離子，防止它們與碳酸根、硫酸根結合而結垢。

4.加酸法

      加酸，調節廢水PH≤5.0，除去碳酸或碳酸氫根，防止結碳酸鈣垢。

5.凈化預處理法

       采用硬度和堿度去除工藝，去除濃鹽廢水中鈣、鎂離子和硫酸根、碳酸根離子，防止產生碳酸鈣和硫酸鈣結垢。

6.控制固液比法

       外加熱式強制循環蒸發器生產過程中，可通過控制濃鹽廢水中固液比量在一定的范圍內，在軸流泵的作用，含較多結晶體的廢水具有一定的流速，對換熱管內壁有較強的沖刷作用，使晶核無法在加熱管內壁附著形成垢層。

7.采用反循環蒸發設備

       反循環是依據結晶動力學原理及 NaCl的溶液特性而設計的。在反循環中, 加熱后料液自蒸發室下錐體切向進入,自下向上流動,隨著蒸發室截面積的擴大,料液向上流動速度減慢, 液柱壓力降低 ,蒸發產生大量蒸汽,溫度下降。

      反循環蒸發罐的優越性主要有:塊鹽堵管少、刷罐周期長、循環阻力小 、短路溫度損失小、鹽的結晶粒度大 、節能降耗顯著等。

8.蒸發器加熱管塑料螺旋防垢的技術

       蒸發器加熱管塑料螺旋防垢的技術原理, 是直接利用蒸發溶液的循環流動能, 帶動蒸發器加熱管內的自動清洗保潔元件———塑料螺旋紐帶旋轉, 實現加熱管管內污垢的自動清洗, 達到防垢保潔的目的。同時 ,旋轉的塑料螺旋頻繁地擾動邊界滯流層,使管內對流傳熱過程中熱阻最大的邊界滯流層的傳熱過程得到有效地強化 。

若已經結垢該如何除垢？

常見的除垢方法有以下五種：

1.水溶法

      適宜于除去水溶性垢層或垢層混合物中水溶性組分大的情況 ;如Na2SO4 、NaCl和CaSO4、 Na2SO4 等。采用水溶除垢時 , 常需適當加熱, 以提高溶解度和加快溶解速度 

2.酸洗法

      適宜于除去碳酸鹽垢物 , 或垢層混合物中碳酸鹽組分大的情況。酸洗液一般用鹽酸配制, 酸的濃度為 1% ～ 3%, 垢層太厚可增加到5%,可根據除垢情況采取一次洗滌或多次洗滌 。洗滌中要注意防止氣泡泛液和及時分離沉渣 。酸洗完后要 用 稀 堿 液 中 和, 或 用 淡 水 洗 凈 , 防 止 設備受損 。

3.堿煮—酸洗法

      適宜除去硫酸鈣、硫酸鍶等垢層 。操作時先用純堿配成 3% ～ 5%濃度洗液 ,在加熱情況下循環,此時發生的化學反應為:

CaSO4 +Na2CO3= CaCO3 ↓ +Na2SO4

SrSO4 +Na2CO3= SrCO3 ↓ +Na2SO4

      然后再用酸洗液循環 ,除去上反應式中生成的碳酸鹽 。酸濃度 1% ～3%,最后再用淡水清洗。

4.機械除垢

      適宜于除去各種垢物。對銅 、銅鎳合金及鈦管不宜采用此法, 以避免管材受損 。該法是采用 “洗管器”,在水流伴同下用機械刀刮削

       垢層的辦法除去垢物 。該法除垢費用省, 但垢物不易清除干凈 ,而且只宜用于碳鋼設備 。

5.高壓水清洗技術

      試驗表明:此方法清洗徹底, 除垢率大于 99%。但此法耗費人力、物力較大 ,清理速度慢, 工程造價高。

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