海水赶制饱和卤水利用MVR蒸发技术可行性探讨.pdf

收稿日期：2023-01-05温度/益密度/毅B佴液相组成/（g/L）CaSO4MgSO4MgCl2KClNaCl3025.431.5420.2035.997.33259.65第37卷第4期2023年7月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.4Jul.2023海水赶制饱和卤水利用 MVR 蒸发技术可行性探讨牛跃同袁李慧良袁吴敬礼袁李树林（天津长芦海晶集团有限公司，天津 300450）摘要院 目前，国内海水制盐方法多采用滩田法、多效蒸发工艺，本文主要研究饱和卤水的析盐规律，在析盐阶段饱和卤水主要是氯化钠和硫酸钙相伴析出，其他盐类只是富集并不析出，本文浅析利用MVR 蒸发技术对饱和卤水进行蒸发析盐的可行性。关键词院饱和卤水；析盐规律；MVRdoi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.04.011中图分类号院 TS311文献标志码院 A文章编号院1008-1267(2023)04-0039-03目前袁 国内海水制盐方法多采用滩田法袁少数采用多效蒸发工艺及近几年出现的 MVR 制盐工艺遥 滩田法是一种比较传统的制盐方法袁主要工艺流程是纳水尧制卤尧结晶尧收盐尧集坨袁该方法占地面积大尧劳动强度高尧劳动生产率低尧受天气影响明显遥 多效蒸发工艺主要利用蒸汽潜热来加热尧蒸发卤水袁主要流程是外界蒸汽在一效时将卤水加热至沸腾状态袁后面几效在蒸发时袁利用前一效的二次蒸汽袁通过控制蒸发罐的真空度达到蒸发目的遥 该工艺较为成熟袁目前国内大多数厂家均采用该技术遥 该技术存在末效蒸汽潜热不能完全利用的问题袁会白白浪费掉末效二次蒸汽的潜热袁且需消耗大量的冷却循环水袁不利于节约水资源遥 多效蒸发所用的效数越多袁相应的固定资产投资越大袁装置占用空间越大遥 从目前的环保形势来看袁该技术越来越受制于一效蒸汽的供应袁蒸汽成本的不断增加袁导致了企业生产成本大幅提高遥随着我国经济进入高质量发展阶段袁对企业生产的安全尧环保尧低碳尧绿色等要求不断提高袁尤其近几年袁我国持续深化供给侧改革袁逐步淘汰落后产能遥 企业为了生存袁必须进行技术革新袁高污染尧高耗能的技术势必会被节能降耗尧安全环保的新技术尧新工艺所替代遥MVR 蒸发技术是利用压缩机对蒸汽进行回收袁 压缩机可以把蒸汽产生的二次蒸汽再压缩袁提高蒸汽的压力和温度袁 然后回到蒸发器再利用袁不损失蒸汽潜热袁正常运行后只需补充少量蒸汽或完全不用补汽即可满足生产要求遥 MVR蒸发渊浓缩冤结晶设备袁广泛应用于化工尧医药尧废水处理等行业袁 无需蒸汽袁 节能 80%袁 节水90%袁 节约占地面积 50%以上袁 节约人力资源60%袁对需要浓缩类产品具有很高的降低成本价值遥MVR 所用电能为清洁能源袁目前看符合清洁生产要求遥1饱和卤水析盐规律研究1.1饱和卤水组成试验所用饱和卤水取自海晶集团第一分公司盐田赶制的饱和卤水袁其组成见表 1遥表 1饱和卤水组成天津化工2023 年 7 月样品盐类浓度/（g/L）毅B佴CaSO4MgSO4MgCl2KClNaCl125.431.5420.2035.997.33259.65226.351.1624.9846.738.24248.11327.020.9033.4259.8612.02226.24428.510.4956.64104.3521.09165.87529.630.3571.33125.2925.193136.441.2试验过程简述蒸发试验参考有关浓海水尧 海卤水蒸发浓缩析盐规律的研究报道遥 试验过程主要是将一定量饱和卤水倒入烧杯袁 并将其置于恒温水浴中进行蒸发浓缩袁水浴温度设定为 40益袁待卤水达到所要求的浓度时袁 取卤水上层清液用于化学组成分析1遥1.3分析方法SO42-采用硫酸钡重量法曰Ca2+尧Mg2+采用 EDTA络合滴定法曰K+采用四苯硼酸钾重量法曰Cl-采用硝酸银沉淀滴定法曰Na+采用用差减法计算遥1.4结果分析取样上层清液进行化学分析袁 分析结果见表2尧图 1遥表 2上层清液化学组成分析结果从图 1 可以看出袁卤水中有关盐类浓度变化与波美度变化关系遥其中 BaCl尧CaSO4浓度变化随着波美度增大均呈下降趋势袁MgSO4尧MgCl2尧KCl浓度曲线随着波美度增大均呈上升趋势遥 这表明饱和卤水波美度在 25.4329.63 之间袁NaCl尧CaSO4一直在析出袁 而 MgSO4尧MgCl2尧KCl 随着浓度增大不断富集遥 CaSO4在卤水浓度为 12毅B佴 时达到饱和袁 在 NaCl 开始析出时 CaSO4已析出 88%左右袁在整个析盐阶段都与 NaCl 相伴结晶析出遥2饱和卤水利用 MVR 工艺探讨根据饱和卤水析盐规律研究结果可知袁NaCl在整个析出阶段都伴随 CaSO4的析出袁 因此饱和卤水制盐阶段可被视为钙型卤水制盐遥以山东肥城海晶盐化有限公司 MVR 蒸发制盐工艺为例袁 其所用原料卤水来自地下盐矿袁卤水类型为 CaSO4型卤水袁 卤水中 CaSO4的质量浓度较高袁为 3.70g/L遥 对于钙型卤水袁行业内一般在卤水进入蒸发罐前增加卤水净化装置袁防止出现CaSO4结垢堵塞加热管的现象袁 导致生产装置不能连续稳定运行遥 增加净化装置不仅会增加建设总投资袁 还会因为添加大量除 Ca2+和 Mg2+的助剂导致运行成本增加遥 同时因为环保的要求袁净化产生的盐泥处理也很困难遥山东肥城海晶盐化有限公司采用石膏晶种法袁对进罐卤水不做净化处理袁在卤水进罐前添加石膏晶种袁利用添加的晶种结构与原料卤水析出的 CaSO4结构相同尧 析出的 CaSO4会优先吸附于晶种表面原理袁使晶种颗粒不断增大袁避免 Ca鄄SO4在换热管内壁结垢袁 从而影响换热管的换热效率遥 在蒸发过程中袁通过外排石膏母液方式袁控制蒸发罐内 CaSO4质量浓度为 14耀20g/L遥 外排石膏母液经压滤后的盐石膏进行后续处理袁可以做成纯度较高的 CaSO4袁用于建筑尧医药等行业遥试验用饱和卤水中 CaSO4起始质量浓度为1.54g/L袁 比山东肥城海晶盐化有限公司卤水中CaSO4质量浓度为 3.70 g/L 要小很多袁 参照其卤图 1盐类浓度与波美度变化关系40第 37 卷第 4 期牛跃同等：海水赶制饱和卤水利用MVR蒸发技术可行性探讨水状况袁 饱和卤水完全可以采用 MVR 蒸发工艺进行制盐遥3MVR 蒸发工艺优点从固定投资来看袁多效蒸发低于 MVR 蒸发曰从运行费用来看袁 一般是 MVR 蒸发优于多效蒸发遥MVR 蒸发工艺与多效蒸发工艺相比具有以下优点院1冤显著的节能效果袁 MVR 蒸发比多效蒸发能耗低袁 一套 MVR 蒸发能耗相当于多效蒸发的30 倍曰2冤MVR 蒸发只消耗电能就能连续稳定运行袁运行过程中不需要补充生蒸汽袁而多效蒸发需要不断消耗生蒸汽维持运行曰3冤MVR 蒸发将二次蒸汽直接利用袁不需要循环冷却水对二次蒸汽进行冷凝曰4冤MVR 蒸发比多效蒸发占地面积小袁节省空间尧操作人员与其他配套公用工程曰5冤自动化程度高袁通过组态控制袁操作更加稳定可靠2-3遥4MVR 蒸发饱和卤水工艺流程简述根据山东肥城海晶盐化有限公司 MVR 制盐工艺袁可设计饱和卤水利用 MVR 蒸发工艺流程遥海水经纳潮尧 赶卤后袁 可赶制 25毅B佴 左右饱和卤水袁分两路进入蒸发罐袁一路经预热后与离心机甩后液混合再进入蒸发罐进行蒸发制盐袁另一路进入盐腿袁作为淘洗水对盐浆进行淘洗袁可淘洗盐腿处盐浆所包裹的 CaSO4袁以提高精制盐质量袁同时还可起到对高温盐浆进行降温的作用遥 蒸发罐内析出的盐沉降在盐腿袁盐浆经淘洗后袁通过离心泵打入离心机袁经离心脱水尧干燥后袁即成精制盐产品遥MVR 蒸发系统启动时需消耗一定量的外界蒸汽袁待蒸汽压缩机正常运行尧系统稳定生产后袁可停止蒸发系统的蒸汽补给袁完全不用再补充生蒸汽袁系统即可循环利用二次蒸汽维持运行遥 蒸发罐内蒸发饱和卤水产生的二次蒸汽经挡板除沫器后袁再进入洗气塔袁对 Cl-洗涤后袁二次蒸汽进入蒸汽压缩机遥 二次蒸汽在蒸汽压缩机内被重新压缩袁成为过热蒸汽袁通过调整蒸汽温度和压力使其达到工艺参数要求袁蒸汽返回蒸发罐的加热室袁继续作为蒸发热源对蒸发罐内饱和卤水进行蒸发遥采用 MVR 蒸发工艺袁为充分利用余热袁减少热量损失尧节能降耗袁可将外排石膏母液和冷凝水与进罐的饱和卤水用换热器进行热交换袁 对饱和卤水预热袁提高饱和卤水进罐温度袁经换热后的饱和卤水袁与离心机甩后液混合进入蒸发罐遥外排的石膏母液波美度为 30 左右袁其硫酸钙质量浓度为 1420g/L袁经板框压滤机压滤后袁Ca鄄SO4以盐石膏形式去除袁 滤液里含有未析出 KCl尧MgCl2尧MgSO4等盐类袁 参照盐化工卤水综合利用方法袁进一步提取 KCl尧工业溴尧MgCl2尧MgSO4等产品袁最终实现零排放和绿色生产遥5结论1冤饱和卤水在析盐阶段袁BaCl2和 CaSO4相伴析出袁其他盐类如 MgSO4尧MgCl2尧KCl 只是富集并不析出遥 2冤饱和卤水制盐采用 MVR 工艺在技术上是可行的袁可以采用饱和卤水不净化直接进罐生产工艺遥 3冤饱和卤水采用 MVR 工艺制盐袁母液经过处理去掉石膏后可直接提取 KCl尧 工业溴尧MgCl2尧MgSO4等产品遥参考文献：员 贺华,王学魁,孙之南,等.淡化后浓海水蒸发浓缩析盐规律研究J.海湖盐与化工,2010,39(2):3-7.2 HIKMET S A.Analysis of a mechanical vapor compression desalina-tion systemJ.Desalination,2002,142(2):281-286.3 高丽丽,张琳,杜明照.MVR 蒸发与多效蒸发技术的能效对比分析研究J.现代化工,2012,32(10).:84-86.41