氯化铵蒸发及结晶

                     安小刚

                                

氯化铵蒸发及结晶需要根据氯化铵的来源及含杂质的情况具体分析,选择合适的结晶方法.

1氨基酸行业副产氯化铵。

2稀土行业采用氨浸工艺产生氯化铵,这是比较纯的氯化铵.

3钾肥行业母液(含有K⁺：NH₃：SO₄^-2：Cl^-：)可以认为含有氯化铵和硫酸钾或者起名为氯化钾铵.

4复分解生产小苏打副产氯化铵.

5复分解生产硝酸钾副产氯化铵.

6碳酸钾行业,碳酸钾生产已经高度集中,也是氯化铵生产的大户.

7化工生产中产生的各种氯化铵

8农药行业，百草枯等副产氯化铵

9氯化钾萃取法制硫酸钾，副产产氯化铵.

10含盐酸废水，氨法中和，蒸发结晶制氯化铵.
11复分解法生产碳酸锌，副产氯化铵

12氯化蔗糖副产含氯化铵和有机物的混合废水。 

13氨水吸收废氯气，制氯化铵。

 

 

 

 

氯化铵性质:

 

氯化铵溶解度:

 

氯化铵溶液的沸点升高:

纯的饱和氯化铵溶液考虑14度

含有机物的氯化铵需要按大于15度来设计计算。

 

 

 

 

目前常用的氯化铵结晶方法:

1热结晶

氯化铵溶液一直在蒸发器里浓缩直到出现氯化铵晶体,然后排出设备.

氯化铵溶液的浓缩可以采用顺流蒸发,当溶液浓度达不到蒸发温度的饱和状态时,可以采用降膜蒸发,原因降膜蒸发换热系数高,设备功耗小,设备投资低等优点.

当溶液浓度超过蒸发温度的饱和状态时,可以采用强制外循环蒸发器,原因有氯化铵结晶析出还采用降膜蒸发容易堵管,而强制外循环蒸发器在实际操作中可以有效解决以上问题.

 

 

2冷却结晶

量小的时候可以直接用搪瓷夹套罐降温，或者玻璃钢稠厚器稠厚

 

3真空结晶

对于产量比较大的系统可以采用，真空结晶设计关键点在于采用有效的真空系统，建议采用沃尔姆及其他高端品牌产品。

 

 真空结晶器的优点;没有换热面，不易结疤，可以长期连续操作，适合氯化铵产量大的场合。

 

4盐析结晶

一般在氯碱行业，其他地方一般不考虑这种方式。

氯化铵蒸发结晶常用的三效蒸发结晶工艺：

 

 范例1

设计范例：20吨/小时氯化铵蒸发器

来料浓度为:4-6%;蒸汽压力:0.6MPa

废水量20吨/小时,稀溶液含固量平均按5％考虑，每小时蒸水量19吨。

工艺：采用三效顺流强制蒸发器加冷却结晶.

 

各效温度分配：

生蒸汽压力：0.6MPa，末效真空度：-0.09MPa。

项　　目	Ⅰ效	Ⅱ效	Ⅲ效
加热室温度（℃）	150	117	87
溶液温度（℃）	125	97	67
气相温度（℃）	117	87	55~对应真空度
加热蒸汽的汽化潜热 （kJ/㎏）
二次汽的汽化潜热（kJ/㎏）
温度差损失（℃）	5	10	12~具体实测
有效温差（℃）	20	20	20
各效进液量（㎏/h）
各效蒸发量（㎏/h）	6000	6000	6000
各效面积（m2）	350	350	350
分离室尺寸（φ×H）m	2.4×6	2.4×6	3.0×6
生蒸汽耗量（t/h）	7.1
汽耗比（ｔ汽／ｔ水）	0．385
装机容量KW
冷却水消耗量（m3/h）	400

 

 

氯化铵蒸发器的材质

设备材质：氯化铵溶液腐蚀性强，工业纯钛对氯化铵有优良的耐腐蚀性能，但是操作温度不能超过120℃，超过此温度腐蚀性增强,所以蒸发器采用Ti合金,为降低腐蚀并回收冷凝水，

第一效换热器温度高可以采用钛10比用钛2在高温环境更好一些。

前几效气液分离室可以采用钛材，末效可以采用玻璃钢以降低成本。

氯化铵蒸发器也可以使用石墨，但是需要进行特殊设计，以保证石墨换热器的使用寿命。

氯化铵冷凝器的材质 

间接冷凝器可以采用2205不锈钢列管换热器。

实际采用间接冷凝的方式，也可以采用多组石墨块孔换热器并联使用

如果用直接冷凝器那么用316L,或者玻璃钢都可以。

 

  范例2

蒸发量低于5吨每小时

工艺：采用二效顺流强制蒸发器加冷却结晶.

 

 范例3

蒸发量低于2吨每小时

工艺：采用二效逆流自然循环蒸发器加冷却结晶.

 

 范例4

蒸发量低于0.5吨每小时

工艺：采用二效并流自然循环蒸发器，连续蒸发间歇放料去冷却结晶.

 

 

 氯化铵蒸发项目经典失败案例分析：

1采用4效蒸发：蒸发量不到设计量的一半，设计方案不合理。腐蚀严重无法运行。

2采用3效蒸发：一效面积小，其他各效的面积逐步增大，理论上比较合理，但是第一效面积不足，导致总蒸发量不够。

3换热管材质采用2205不锈钢，列管腐蚀严重。

4轴流泵采用2205不锈钢，认为低温腐蚀不严重，结果保质期结束没多久发生腐蚀。

5多效蒸发第一效采用TA2，壁厚1.5mm，不耐温，换热管厚度不够，在选材上偷工减料，造成3年内发生穿孔漏点等问题。

6机械压缩热泵：采用MVR，对溶解度和沸点升高估计不足，导致结晶一次性收率不足，母液循环量大，没有实现MVR系统节能的目的。

 

  氯化铵项目为什么这么容易发生失败，主要原因还是企业对项目的技术没有深入研究，做项目比较盲目造成的失误。

 

氯化铵蒸发结晶项目设计咨询：

安小刚13933883977

QQ：515908309@qq.com

微信：am1975425