真空制盐防垢与除垢.pptx

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1、三、加热管的结垢及处理1、为什么要防垢、除垢垢层厚度与传热系数的关系总的来说：垢层存在使K，且K；但是对于干净加热面K0越大，相同，K下降越快；第1页/共24页结垢对传热系数影响的测定值运行时间/h 蒸汽温度/卤水温度/传热系数K/W/(m2)112811026505.3119110225018.5128111150028.5129112128038.5126111970第2页/共24页2、垢种类和生成原因 卤水（盐水）中除了NaCl外，还含有Ca、Mg、SO4、HCO3等，在制盐过程中，这些离子组成的化合物，例如Na2SO4、CaSO4、CaHCO、NaCl等因为浓度增大、温度升高、或分解，

2、达到过饱和而析出，附着在加热管面上而形成污垢，对传热过程非常不利。真空制盐生产中垢的组成见下表第3页/共24页项目组 成 /%CaSO4CaCO3Mg(OH)2NaClNa2SO4MgSO4氧化物再制盐14.550.27-75.15-0.44芒硝型卤水45.120.76-7.9044.690.75-石膏型卤水75.032.10-14.97-4.54井卤78.971.806.4510.21-0.50国外制盐78.200.1610.632.92-4.59析出范围高浓度低浓度低浓度高浓度-表2-1 垢层的化学成分第4页/共24页（1）垢的种类污 垢可溶性垢不溶性垢NaCl垢Na2SO4垢CaSO4垢

3、CaCO3垢垢的种类不同其生成原因、防垢方法、除垢方法不同第5页/共24页（2）垢的生成原因NaCl垢的形成原因：卤水对NaCl饱和NaCl的溶解度随温度变化不大NaCl垢的形成是由于沸腾汽化水分（管内沸腾或管内局部沸腾）为此真空制盐蒸发器（蒸发式结晶器不同于普通强制循环蒸发器，主要是考虑抑制加热管内沸腾设置沸腾段及良好的结晶条件（以后讲）第6页/共24页沸腾段沸腾段：指加热室上管板至蒸发室液面的垂直距离作用：提高加热室料液的压强（压力），从而提高其沸点，抑制加热管内料液沸腾汽化第7页/共24页加热管的传热情况和温度分布：加热管横截面上：管壁处卤水的温度最高；整个加热管上：上部温度最高；但是沸

4、点在加热管出口处最低，因此最容易产生管内沸腾的位置为加热管出口的管壁处。实践证明：盐垢在加热管首先形成。第8页/共24页产生管内沸腾的原因：蒸发器设计时沸腾段不够高；操作液面低；蒸汽压力突然升高；循环泵故障；大块盐卡管；第9页/共24页Na2SO4垢的形成原因：管内沸腾使硫酸钠饱和析出主要是硫酸钠的逆溶解度性质当温度大于17.9时，温度升高，Na2SO4的溶解度降低。T C%NaClNa2SO4t=17.9 真空制盐生产过程中，硫酸钠均呈现逆溶解度性质，且卤水对硫酸钠接近饱和，在加热管壁处，温度最高溶解度最低，硫酸钠极易饱和析出，形成污垢，所以造成频繁刷洗蒸发器第10页/共24页CaSO4垢的

5、形成原因：石膏型卤水中CaSO4的含量约在5g/L，接近饱和，且硫酸钙具有逆溶解度性质（见图）ABCDCaSO4mol/100molH2O)温度约50约80CaSO42H2OCaSO41/2H2OCaSO4CaSO4在饱和NaCl溶液中的溶解度 真空制盐生产中，除末效在50左右，其它各效均在逆溶解度范围，极易生成污垢。第11页/共24页另外，硫酸钙具有很强的介稳能力，即介稳区宽，可以拥有较大的过饱和度，而无水石膏垢的生成速率与过饱和度的平方成正比s石膏的密度C溶液中石膏的浓度Cs石膏的溶解度卤水预热蒸发浓缩第12页/共24页CaCO3垢的形成原因：CaCO3垢生成的原因是：碳酸氢钙受热分解，生

6、成溶解度极低的细小碳酸钙晶粒，极易附着在加热管壁上，形成污垢。第13页/共24页3、防垢措施（1）卤水净化（2）一般措施：沸腾段高度设计 选择光滑加热管 控制好蒸发器液面 控制加热蒸汽压力稳定 循环泵 防大块盐卡管 第14页/共24页（3）石膏晶种防垢法原理：在制盐过程中，加入一定量的悬浮石膏颗粒与蒸发器内，起着晶核的作用，由于同种晶体之间的亲和力较大，使溶液中析出的石膏立即依附与加入的石膏晶种上从而减少或消除其附着与加热管壁的机会，达到防垢的目的。试验名称传热面积/m2流体流速/m/s运行时间/h 传热系数自贡舒平5.471.4288稳定不变自贡郭家坳15.41.05384稳定不变贡井二车间

7、1801.683000稳定不变试验结果第15页/共24页石膏晶种防垢法技术要点：卤水从一开始加热就要添加晶种，并维持晶种含量1530g/L；可采用蒸发过程析出的石膏作为晶种，同种晶型效果好；石膏粒度越小，活性越高，防垢效果越好，一般应在20m以下；生产操作保持“五稳定”：液面、进料流量、蒸汽压力、排料量和末效真空度；开车时尽量用母液进罐，否则加晶种；定期进行清洗第16页/共24页（4）柴油添加法 在制盐蒸发器的低温效，加入柴油（浓度在510PPm)，由于预先加入的柴油覆盖在析出的石膏晶体表面，改变其表面力学性质，是指悬浮于料液之中，而不沉积在加热管上，从而达到减轻结垢的目的。此法只能应用在低温

8、效（末效），原因t柴油的粘度第17页/共24页（5）盐粒摩擦法 一般刚形成的垢为疏松状态，而随着水分的不断失去，变得致密，因此如果在垢层变得致密前加入固体颗粒盐摩擦，可以减轻垢的生成，一般在蒸发开始时，加入并维持710%的固体盐，流速大于1.5m/s，能起到很好的防垢效果。（6）其它方法例如超声波法、电磁法等第18页/共24页4、除垢方法对可溶性垢层：刷洗（大刷、小刷）对不溶性垢层：机械除垢法：高压水及金属铰刀化学除垢法：酸溶脱法 碱+酸溶脱法 EDTA溶脱法：价格高物理除垢法（热力除垢法）：冷水快速浸罐法和蒸汽烘罐法：注意设备承受力，只能用于致密的垢层第19页/共24页提高温度，增加流速（0

9、.8次方成正比），盐酸浓度提高均可以增加溶解速度；但注意酸对设备的腐蚀，加阻蚀剂。第20页/共24页本章重点：1、卤水净化的意义；2、卤水净化的方法（要求掌握给定卤水，会选方法并写出化学反应方程式）；3、蒸发操作的目的及蒸发效数的定义；4、单效蒸发的物料衡算（一般情况和真空制盐卤水蒸发）；5、单效蒸发热量衡算（一般情况和存在过程热效应）；6、蒸发系统温差损失的概念及计算；7、传热有效温差及传热面积计算；第21页/共24页8、多效蒸发的目的（节能），效数与生蒸汽消耗量之间的关系；9、多效蒸发理论效数的计算；10、多效蒸发最佳效数的确定；通过改变那些参数可以实现适当增加效数；11、多效蒸发的基本流程及优缺点；12、如何提高蒸发装置的生产能力；13、蒸发系统的节能降耗（详细论述）；14、蒸发器的生产能力和生产强度；第22页/共24页15、多效蒸发计算（物料衡算、热量衡算、温差分配等）毕业设计16、多效蒸发温差分配为什么常用等面积分配法？17、真空制盐卤水进料流程的确定；18、盐脚卤水淘洗的作用和原理；19、真空制盐为什么要防垢？20、NaCl、Na2SO4、CaSO4、CaCO3的生成原因？21、防垢的方法有哪些？22、石膏晶种防垢法的防垢机理和要点第23页/共24页谢谢您的观看！谢谢您的观看！第24页/共24页