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硝酸钠MVR蒸发器-真空结晶

硝酸钠溶液沸点升高属于比较低的品种,比较适合应用MVR蒸发器进行蒸发浓缩。例如在同样的质量比29%浓度下,氯化钠的常压沸点升高9℃,但硝酸钠溶液的沸点升高还不及3.5℃。

但同时不容忽略的是,硝酸钠水溶液的饱和浓度很高,100℃饱和浓度可达质量比64.3%,此时它的沸点升高就相当可观了。而其常压饱和沸点升高达到20℃,常压沸腾饱和浓度高达68.75wt.%,由此可见,硝酸钠本身沸点升高并不高,但由于其超高溶解度,从而使得硝酸钠不同于常见的氯化钠或硫酸钠等无机盐,需要采取适合硝酸钠物性工艺进行MVR蒸发器浓缩。

硝酸钠专用MVR蒸发冷却结晶系统   硝酸钠专用MVR蒸发冷却结晶系统

硝酸钠MVR蒸发器存在两条工艺路线:

一、稀硝酸钠溶液经蒸发浓缩后得高温高浓溶液,然后冷却结晶得硝酸钠。

二、稀硝酸钠溶液直接蒸发结晶,出料段为负压操作。

两种工艺路线均可采用MVR蒸发器实施,本案主要介绍介绍条工艺路线:硝酸钠MVR蒸发器+冷却连续结晶器工艺。

工艺分两段:硝酸钠MVR蒸发浓缩段和冷却结晶段。

一、硝酸钠MVR蒸发段

视来液浓度,硝酸钠MVR蒸发浓缩段也有多种工艺选择:

1、来液硝酸钠浓度较低,采用双级公用一台压缩机工艺,其中级采用双效蒸发器,即双效+单级共压缩机方案。

本流程属于节能方案,因融合了多效蒸发工艺,在同样的压缩机压力工况下,MVR蒸发器压缩机过气量小于总蒸发量,所以压缩机蒸发系统单耗很低,且压缩机型号减小,投资有所节省。本流程应用于低浓度的硝酸钠溶液MVR蒸发过程。

2、来液浓度稍高,不满足一级双效的条件,采用简单双级公用压缩机方案。

本流程属于次节能方案,硝酸钠溶液依次经过两级蒸发,其中级浓度低于二级,所以级蒸发器内物料沸点升高较二级低,且一级蒸发量大于二级蒸发,所以一级换热温差较二级大,具有较高的蒸发效率。

3、当来料硝酸钠溶液中杂质含量可观,且对沸点升高影响较大,MVR蒸发终点沸点升高可能会更高,此时需要为二级增串压缩机以满足高沸点升高的需要。

本流程增加的压缩机仅为二级服务,因二级压缩机的串联,蒸发系统的一二级换热温差都得到了保证,且主压缩机不再需要较大温升,主蒸汽压缩机运行工况变的温和,故障率降低,机械寿命延长。

二、硝酸钠低温结晶段

结晶段采用硝酸钠连续真空闪蒸结晶,结晶器采用OSLO型,依硝酸钠固体产量和物性进行二次设计。

在负压环境下,因硝酸钠溶液沸点降低,开始沸腾,沸腾汽化所闪发出的水蒸汽带走热量,导致溶液温度降低,直至降低到和真空度所平衡的温度。

硝酸钠真空结晶器的降温原理是液面汽化带走热量,结晶器内再无和物料进行热交换的界面,所以硝酸钠结晶系统内没有换热面,也就不会发生结疤堵塞的事故。

硝酸钠真空结晶器在运行过程中连续操作,即从硝酸钠MVR蒸发器所来高温高浓硝酸钠溶液连续送进硝酸钠真空结晶器中的特定位置,因为硝酸钠溶液热量被持续移出,OSLO真空结晶器内的物料始终保持恒定低温,硝酸钠晶体持续析出,从OSLO结晶器出料口持续采出晶浆然后送离心机过滤。过滤后母液返回前端的硝酸钠MVR蒸发器系统内。

我们设计的硝酸钠真空闪蒸连续结晶器内无搅拌,物料循环以循环泵驱动,但特殊的设计使得结晶器内硝酸钠晶体并不参与循环,仅悬浮于晶床区域,运动强度很低,晶体的成核速率被抑制,所以硝酸钠产品粒度比较容易培养,晶体外观形貌很好。

硝酸钠专用MVR蒸发冷却结晶系统



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