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        蒸發(fā)制鹽粒度成因及工藝控制方法研究

        2020-05-08 08:12:53續(xù)增輝
        博鰲觀察 2020年1期
        關(guān)鍵詞:工藝

        續(xù)增輝

        內(nèi)容摘要 文章主要結(jié)合實(shí)際情況,重點(diǎn)分析V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝的基本原理,根據(jù)原理,闡述真空蒸發(fā)制鹽粒度的成型原因,而后按照鹽體成粒大小的影響因素,找出影響鹽顆粒均勻性的工藝以及主要控制方法,希望能夠有效地提高蒸發(fā)制鹽粒度的均勻性,為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的鹽分。

        關(guān)鍵詞 蒸發(fā)制鹽 粒度 工藝 控制方法

        1 引言

        目前,由于我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的物質(zhì)條件與生活水平也都得到了飛速提升,人們對鹽產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)要求也提高了。而對于制鹽工廠來說,如何生產(chǎn)出顆粒均勻或者是顆粒比較大的鹽產(chǎn)品,已成為制鹽工廠的主要研究內(nèi)容,更是一個迫在眉睫需要解決的問題,所以,本文主要對蒸發(fā)制鹽的工藝進(jìn)行分析,研究在蒸發(fā)制鹽的過程中影響鹽體顆粒大小的主要因素,并結(jié)合實(shí)際情況,提出有效的控制方法。

        2 V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝的原理

        2.1 V效真空蒸發(fā)制鹽工藝

        V效真空蒸發(fā)制鹽工藝屬于制鹽的一種常用工藝,在實(shí)際使用該工藝時,先將原鹵通過管道輸送到廠區(qū)的原鹵桶中,再使用泵經(jīng)過混合冷凝水板式預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱,完成預(yù)熱后的料液,在使用泵將其泵入V效中,再通過V效下的循環(huán)管經(jīng)過泵平流到Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效以及Ⅳ效蒸發(fā)罐中。在實(shí)際進(jìn)行泵入時,基本上所有料液都可以進(jìn)入下循環(huán)管中,而在這其中,也有小部分的料液能夠進(jìn)入鹽腳中,從而起到淘洗鹽漿的目的。各個效經(jīng)過蒸發(fā)與濃縮后,形成鹽漿順流轉(zhuǎn)排,而后集中到Ⅳ效中,最后再排入洗鹽器中。鹽漿在經(jīng)過原鹵洗滌后,泵入鹽漿旋流器中,再使用離心機(jī)、沸騰床完成脫水干燥,鹽漿洗滌液和離心母液也能夠經(jīng)過離心母液泵同時進(jìn)入到Ⅴ效下循環(huán)管中[1]。

        2.2 MVR制鹽工藝的原理

        MVR制鹽工藝也叫作蒸汽機(jī)械再壓縮制鹽工藝,其主要原理是將蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮后,有效地提升二次蒸汽的飽和溫度與壓力,而后在將其輸送回到原蒸發(fā)器中的加熱室內(nèi),將其當(dāng)作加熱蒸汽而投入實(shí)際使用中。當(dāng)加熱蒸汽進(jìn)入到加熱室后,其就會與鹵水進(jìn)行換熱處理,在這過程中蒸發(fā)出的水分也叫作二次蒸汽。利用壓縮機(jī),將二次蒸汽吸入,使其能夠形成一個循環(huán)的過程,在整個系統(tǒng)中,只需要使用少量的蒸汽就能夠啟動整個系統(tǒng),在系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行后,只需要使用電能驅(qū)動壓縮機(jī)進(jìn)行做功即可,在這過程中需要對其內(nèi)補(bǔ)充生蒸汽[2]。

        3 蒸發(fā)制鹽結(jié)晶理論分析

        對于制鹽蒸發(fā)系統(tǒng)來說,鹽體結(jié)晶的速度與各個晶體的生長速度、成核的速度有直接的關(guān)系。通常情況下,晶核的形成狀況分成兩種類型,其分別為初級成核與二次成核。對于初級成核來說,對其成核速度產(chǎn)生影響的因素主要有晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、化學(xué)組成、溫度、過飽和度以及雜質(zhì)等,在這其中,過飽和度所造成的影響最為嚴(yán)重。如果過飽和度比較小,也就說明成核的速度幾乎是零。當(dāng)過飽和度的到達(dá)某一臨界值時,成核的速度會在瞬間上升到很大的值度,在這種情況下,也將過飽和度稱作為臨界飽和度,這也就說明整個體系的穩(wěn)定性遭受到破壞。對于二次成核來說,其主要就是由接觸成核所形成,而對二次成核速度產(chǎn)生影響的因素主要有碰撞能力、過飽和度、晶體的粒度以及攪拌槳等。對晶體生產(chǎn)速度產(chǎn)生影響的主要原因有溶液的溫度、過飽和度、液相攪拌的強(qiáng)度、有無雜質(zhì)、各種不同場的作用以及液相的特性等,但是在這其中,其決定性因素的就是過飽和度。這也就說明,過飽和度在結(jié)晶的過程中發(fā)揮著推動力的作用。

        分析具體的結(jié)晶過程,分別為過飽和溶液的產(chǎn)生、生產(chǎn)晶核、生成晶體與再結(jié)晶。雖然這些不同階段在時間方面的順序可能會有所差異,各個階段可能是一個接著一個的形式,也可能是各個階段彼此兼容同時完成。在實(shí)際結(jié)晶時,如果生成的晶核比較占優(yōu),則最后生成的鹽體粒度比較小;如果生成的晶體占優(yōu)時,那么最后生成的鹽體粒度則比較大。所以說,鹽體粒度的大小與結(jié)晶的條件有直接的關(guān)系,對于結(jié)晶的條件來說,其主要包括晶體生長速度、晶核的成核速度、晶體在形成過程中與器壁發(fā)生的撞擊、晶體的生長時間以及被攪拌槳撞擊所發(fā)生的聚結(jié)和破碎等。因此,只有對結(jié)晶條件進(jìn)行合理的控制,才能夠更好地控制晶體的粒度。

        4 對鹽體結(jié)晶粒度產(chǎn)生影響的主要因素

        4.1 料液的固液比

        對于鹽體顆粒的結(jié)晶狀況來說,其會直接受到料液固液比高低的影響。如果固液比比較低,那么晶核也就比較少,而且料液具有的相對浮力也比較小,晶核在實(shí)際成長時,因浮力比較小而導(dǎo)致其非常容易沉淀,從而無法形成比較大的顆粒的鹽體。如果料液的固液比比較高,那么晶核也就比較多,導(dǎo)致結(jié)晶的表面積比較大,最終使過飽和度完全消失,從而使已經(jīng)形成的結(jié)晶能夠快速生長,但是如果固液比較高的話,也會使料液的浮力比較大,最終導(dǎo)致晶體無法得到有效的沉淀,現(xiàn)有的晶體也會繼續(xù)生長,有一些晶體也會因?yàn)榕鲎捕霈F(xiàn)破裂,進(jìn)而形成了比較小的晶體,這樣就使所產(chǎn)生的晶體出現(xiàn)過小或者過大兩極分化的情況。

        4.2 結(jié)晶溫度

        結(jié)晶的溫度也會對鹽體結(jié)晶的粒度產(chǎn)生影響。如果溫度越高,則晶體的生長速度也就越快,這也就說明,在溫度比較高且時間相同的情況下,其中所產(chǎn)生的顆粒也就越大。

        4.3 循環(huán)速度

        如果循環(huán)速度比較大,則很有可能導(dǎo)致晶體之間發(fā)生相互碰撞,或者是與器壁發(fā)生撞擊以及被葉輪撞擊,進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶出現(xiàn)破碎,產(chǎn)生很多二次晶核,從而對粒徑的生長造成影響。如果循環(huán)的速度比較小,則會增加循環(huán)料液的過熱度,這樣一來就加大了料液的飽和度,最終使晶核的數(shù)量增多,從而對粒徑的生長產(chǎn)生影響。

        4.4 料液的飽和度

        通常情況下,在制鹽的過程中,需要使用到專業(yè)的結(jié)晶設(shè)備,而對于結(jié)晶設(shè)備來說,如果過飽和度越大,產(chǎn)量也就越多,但是如果過飽和度超過規(guī)定值,則容易導(dǎo)致其超過穩(wěn)定區(qū)的極限,如果遇到落入晶?;蛘呤菣C(jī)械撞擊,則會導(dǎo)致大量晶核折出,從而對粒徑的生長產(chǎn)生影響。

        5 控制鹽晶體粒徑的有效方法

        由上述分析可知,在真空制鹽的過程中,對結(jié)晶產(chǎn)生影響的因素主要有過飽和度、料液固液比、停留時間、蒸發(fā)罐溫度、熱發(fā)器結(jié)構(gòu)、流程安排以及循環(huán)流速等,產(chǎn)生影響的因素非常多,而且也非常復(fù)雜,所以,應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行對其進(jìn)行控制:①合理控制料液的固液比;②合理控制晶體生長過程中的溫度;③合理控制循環(huán)速度;④確保過飽和度的適當(dāng)性;⑤合理控制晶體在生長區(qū)內(nèi)的具體停留時間。

        6 制鹽過程中加大鹽粒的有效方法

        6.1 使用逆循環(huán)蒸發(fā)工藝

        在進(jìn)行真空制鹽時所使用的正循環(huán)蒸發(fā)工藝,其主要指的就是循環(huán)料液從蒸發(fā)罐蒸發(fā)室桶體位置進(jìn)入,而后在從蒸發(fā)室的下椎體位置排出;而對于逆循環(huán)來說,其與正循環(huán)恰恰相反,也就是循環(huán)料液從蒸發(fā)罐蒸發(fā)室的下椎體位置進(jìn)入,而后再從蒸發(fā)室的筒體排出,采用這種方法進(jìn)行制鹽,能夠有效地增加鹽粒度,而且也能夠起到育晶的作用。

        6.2 使用淘洗工藝

        將淘洗系統(tǒng)放置在蒸發(fā)罐鹽腳的位置,而后通過進(jìn)鹵淘洗,既能夠?qū)Ⅺ}漿中比較細(xì)小的鹽粒、晶核淘洗或者溶化掉,同時也能夠有效地降低轉(zhuǎn)料鹽漿的實(shí)際溫度,使其在轉(zhuǎn)入到下一效時的閃蒸溫度能夠得到降低,這樣一來就可以減少因閃蒸而形成的晶核數(shù)量,確保剩余晶核能夠得到更好的生長。

        7 結(jié)語

        綜上所述,在真空制鹽的過程中,應(yīng)合理的采用V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝分析影響鹽體粒度的因素,并根據(jù)具體的因素提出有效的控制工藝與控制方法,從而提高鹽體的生產(chǎn)質(zhì)量,為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的鹽分,進(jìn)一步促進(jìn)我國制鹽業(yè)的發(fā)展。

        (作者系河南平頂山市葉縣中國平煤神馬集團(tuán)聯(lián)合鹽化有限公司 助理工程師)

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]李海霞.關(guān)于制鹽裝置干燥尾氣除塵系統(tǒng)的改進(jìn)[J].中國井礦鹽,2019,50(6):12-15.

        [2]彭賽軍,徐衛(wèi)華,陸愛華.一種硝鹽聯(lián)產(chǎn)綠色生產(chǎn)工藝研究分析[J].中國井礦鹽,2019,50(5):1-3.

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