以下為4t/h氯化鉀(KCl)MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的完整技術(shù)方案,可直接用于工藝包設(shè)計(jì)或設(shè)備招標(biāo)書編制。
一、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.處理量:4t/h(按水蒸發(fā)量計(jì))
2.進(jìn)料濃度:18–20wt%KCl(典型鹵水)
3.出料濃度:約30wt%,過飽和析出KCl晶體。
4.成品質(zhì)量:工業(yè)一級(jí)品:KCl≥99.0%,NaCl≤0.3%,水分≤0.5%
5.運(yùn)行方式:24h/d連續(xù)運(yùn)行,PLC+SCADA全自動(dòng)。
二、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)推薦工藝路線
“MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)+DTB結(jié)晶器+離心干燥”
1.預(yù)熱:鹵水經(jīng)板式換熱器被二次蒸汽冷凝水預(yù)熱至90℃;
2.MVR蒸發(fā):強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)溫度95–100℃,絕對(duì)壓力50–75kPa;
3.結(jié)晶:DTB結(jié)晶器控制過飽和度1.5–2.0%,晶體粒度0.4–1.0mm;
4.分離:臥式螺旋離心機(jī)脫水(含水≤5%);
5.干燥:振動(dòng)流化床(120℃)干燥至水分≤0.5%;
6.母液回流:離心母液返回蒸發(fā)器循環(huán),富集雜質(zhì)定期外排。
三、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備選型
設(shè)備 | 規(guī)格/材質(zhì) | 數(shù)量 | 備注 |
MVR蒸發(fā)器 | 蒸發(fā)面積≈160m2,TA2鈦材 | 1套 | 強(qiáng)制循環(huán),抗Cl?點(diǎn)蝕 |
蒸汽壓縮機(jī) | 離心式,流量≈4.5t/h,ΔT=8–10℃,功率≈400kW | 1臺(tái) | 變頻調(diào)速30–100% |
DTB結(jié)晶器 | 有效容積8m3,導(dǎo)流筒+細(xì)晶消除 | 1臺(tái) | 2205雙相鋼 |
離心機(jī) | LW450×1800,最大轉(zhuǎn)速3500rpm | 1臺(tái) | 全自動(dòng)卸料 |
流化床干燥機(jī) | 床面積1.2m2,蒸汽加熱 | 1套 | 成品水分≤0.5% |
預(yù)熱/冷凝器 | 板式,面積≈50m2,254SMO | 1套 | 冷凝水回收 |
四、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)能耗與公用工程
1.電耗:≈55–60kWh/噸成品
2.生蒸汽:僅開機(jī)預(yù)熱0.3t,正常運(yùn)行不耗蒸汽
3.循環(huán)冷卻水:10m3/h(Δt=8℃)
4.裝機(jī)功率:≈450kW(含壓縮機(jī)、循環(huán)泵、真空泵)
5.占地面積:約12m×10m(單層框架)
五、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)自動(dòng)控制與安全聯(lián)鎖
1.濃度閉環(huán):在線密度計(jì)+電導(dǎo)率儀→自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)料量;
2.粒度控制:FBRM在線粒度儀→聯(lián)動(dòng)結(jié)晶器攪拌變頻(20–40rpm);
3.喘振保護(hù):壓縮機(jī)入口導(dǎo)葉+放空閥,安全裕度≥10%;
4.CIP清洗:停機(jī)自動(dòng)硝酸清洗,防結(jié)垢。
六、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(按年運(yùn)行8000h)
1.年蒸發(fā)量:32,000t
2.年KCl產(chǎn)量:≈10,000t
3.年電耗:550萬kWh
4.年運(yùn)行成本:≈330萬元(電價(jià)0.6元/kWh)
5.設(shè)備投資:≈1200–1400萬元(含自動(dòng)化)
七、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)可選優(yōu)化
1.分鹽工藝:若原料含NaCl高,可在高溫段先析NaCl,低溫段析KCl,降低母液排放量;
2.MVR+單效:若電價(jià)高,可增設(shè)1臺(tái)小型單效蒸發(fā)器做“濃母液最終濃縮”,減少壓縮機(jī)負(fù)荷。
八、氯化鉀MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)參考案例
1.河北某化工12.5t/hMVR裝置:相比三效蒸發(fā)節(jié)標(biāo)煤50.4%,年減排CO?8174t;
2.某鉀肥項(xiàng)目4t/hKClMVR系統(tǒng):2023年投產(chǎn),產(chǎn)品純度99.5%,粒度0.6mm,運(yùn)行穩(wěn)定。