一、硫酸鈉-氯化鈉分鹽三效蒸發系統概述
本系統是一套專為處理含硫酸鈉(Na?SO?)和氯化鈉(NaCl)混合廢水并實現鹽分質結晶回收而設計的快速節能裝備。系統核心采用三效蒸發工藝結合分鹽結晶技術,旨在將廢水中的硫酸鈉和氯化鈉以高純度產品的形式分離回收,實現廢水“零排放”和資源的循環利用,兼具明顯的環保效益與經濟效益。
二、硫酸鈉-氯化鈉分鹽三效蒸發系統工藝原理
1.多效蒸發原理:系統由三個串聯的蒸發器(一效、二效、三效)組成。生蒸汽首先進入一效加熱室,加熱物料產生二次蒸汽。此二次蒸汽則作為二效蒸發器的熱源,同理,二效產生的二次蒸汽再作為三效蒸發器的熱源。通過這種串聯方式,蒸汽的潛熱被多次利用,極大地降低了新鮮蒸汽的消耗量,是系統節能的關鍵。
2.分鹽結晶原理:利用硫酸鈉和氯化鈉在不同溫度下于水中的溶解度差異及其共溶性特征(如Na?SO?在低溫下溶解度減小,會以十水硫酸鈉形式析出,而NaCl溶解度隨溫度變化小)。通過精確控制各效的蒸發溫度、濃度和過飽和度,創造利于其中一種鹽優先結晶析出的環境,從而實現兩種鹽的有效分離與提純。
三、硫酸鈉-氯化鈉分鹽三效蒸發工藝流程
1.進料預處理:
原廢水首先進入調節池,進行水質與水量的均化。
隨后通過pH調節(中和)、絮凝沉淀及多介質過濾等單元,有效去除懸浮物(SS)、膠體、鈣鎂離子等易結垢雜質,為后續蒸發系統的穩定運行提供保障。
2.多效蒸發濃縮:
預處理后的料液經進料泵輸送,依次通過預熱器(利用冷凝水或蒸汽的余熱預熱)后,首先進入三效蒸發器。
物料流向通常與蒸汽流向相反(逆流進料)。料液順序為:三效→二效→一效。濃度較低的物料在溫度最低的三效受熱,濃度較高的物料在溫度最高的一效受熱,此設計優化了傳熱效率并利于分鹽。
在每一效中,物料被加熱產生二次蒸汽,溶液自身被濃縮。二次蒸汽進入下一效作為熱源,末效(三效)的二次蒸汽進入冷凝器被最終冷凝。
3.結晶與分離:
濃縮至過飽和的濃漿從一效排出,進入結晶器(可能專設硫酸鈉結晶器或氯化鈉結晶器,或通過控溫在效體內部結晶)。通過精確的溫控策略,促使目標鹽類(如Na?SO?或NaCl)優先結晶析出。
結晶后的晶漿進入離心機(或旋流器+離心機組合),進行固液分離,得到濕度的硫酸鈉和氯化鈉晶體。分離出的母液返回蒸發系統繼續處理。
4.干燥與包裝:
濕晶體分別送入干燥系統(如流化床干燥機、盤式干燥機),去除表面水分,得到干燥、高純度的無水硫酸鈉和氯化鈉產品。
干燥后的產品經自動包裝機進行計量、封裝,成為可外售的商品。
5.冷凝水與資源回用:
蒸發系統產生的冷凝水收集后,部分經檢測合格可直接回用于生產(如沖洗、配藥等),或經簡單處理后回用,極大減少新水消耗。
系統產生的不凝性氣體由真空泵抽出,維持系統所需的微負壓狀態(約85kPa~92kPa),以降低物料沸點,節省能源。
四、三效蒸發系統核心設備組成
1.蒸發器主體:一效、二效、三效蒸發器(可根據物料腐蝕性選配316L、2205雙相不銹鋼、鈦材等)。
2.熱交換單元:各效加熱室、預熱器、冷凝器。
3.分離單元:各效分離器、結晶器、離心機。
4.動力與真空單元:進料泵、循環泵、出料泵、真空泵組。
5.自動化控制系統:PLC+觸摸屏控制中心,集成溫度、壓力、液位、密度在線傳感器,實現自動啟停、自動排料、自動清洗、故障報警及遠程監控。
五、三效蒸發系統技術參數(典型值)
參數名稱 | 指標/范圍 | 備注 |
處理能力 | 2m3/h | 按進料量計 |
蒸發形式 | 三效逆流降膜/強制循環 | 根據結垢傾向選擇 |
操作壓力 | 微負壓(約90kPa) | 末效真空度 |
操作溫度 | 一效:~105℃;二效:~90℃;三效:~70℃ | 可根據物料調整 |
蒸汽消耗 | ~0.350.4t/h | 相較于單效節能~60% |
電力消耗 | ~2540kW | 主要為泵和真空系統 |
產品形式 | 無水硫酸鈉(Na?SO?)、氯化鈉(NaCl) | 純度可達98%以上 |
自動化程度 | 全自動PLC控制,可實現無人值守 |
六、三效蒸發系統優勢與特點
1.快速節能:三效設計明顯提升熱效率,蒸汽耗量遠低于單效或雙效蒸發器,運行成本低。
2.資源化率高:有效分離并回收高純度的硫酸鈉和氯化鈉,變廢為寶,創造直接經濟收益。
3.環保減排:實現廢水深度處理和近“零排放”,冷凝水回用節約水資源,環境效益突出。
4.自動化與智能化:全自動控制,運行平穩,操作簡便,大幅降低人工勞動強度和人為操作誤差。
5.長周期穩定運行:針對易結垢特性設計的防垢措施(如強制循環、在線清洗CIP系統)和合理的設備選材,保障系統連續穩定運行。