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氯化铵MVR蒸发浓缩+冷却结晶系统

发布时间:2023-06-07 10:17:00     浏览次数:727

  新能源电池中磷酸铁锂采用氨法中和产生氯化铵废水,在化肥工业和稀土生产产一定量的氯化铵废水,由于氯化铵废水中氨氮和氯离子存在,若氯化铵废水直接排放,会对水体产生破坏,因而氯化铵废水一般需要脱盐处理后再进入后端处理工艺,且副产的氯化铵可作为农肥使用。
  氯化铵物性
  氯化铵沸点温升:


温度

溶液

101

102

103

104

105

107

110

115

120

NH4Cl

6.1

11.35

15.96

19.8

22.28

28.37

35.98

46.94

  氯化铵溶解度:

分子式

在下列温度(无水硫酸盐在100g水中的最大溶解克数

0

10

20

25

30

40

50

60

70

80

90

100

150

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

39.8

41.4

45.8

50.4

55.2

60.2

65.6

71.3

77.3

87.3

  常用的氯化铵蒸发结晶工艺有多效蒸发、MVR蒸发
  MVR蒸发设备材质选择
  根据氯化铵液体溶液腐蚀性,与物料接触的部分采用TA2材质,与二次蒸汽接触部分可采用TA2/2205材质,与冷凝水接触部分可选用316L
  技术原理
  氯化铵MVR蒸发器的实现过程为:氯化铵MVR蒸发器浓缩氯化铵溶液连续结晶器结晶过滤母液返回MVR蒸发器
  通过控制MVR蒸发器内氯化铵溶液的浓度,控制氯化铵溶液最高沸点升高<12,可达到较为满意的节能效果。
  因氯化铵溶液冷却结晶后母液返回蒸发器,需要额外消耗一部分蒸汽,蒸汽耗量和氯化铵含量呈正比。
  氯化铵MVR蒸发器采用多级蒸发工艺,公用单台压缩机。氯化铵浓度逐级提高,MVR蒸发器的换热温差逐渐缩小。在级获得最大蒸发强度,氯化铵冷却结晶后母液返回氯化铵MVR蒸发器的最后一级,不影响前端溶液浓度。
  氯化铵冷却结晶器采用冷却型OSLO结晶器,通过列管换热器把MVR蒸发器所来的高温高浓溶液热量移走,氯化铵溶液温度降低达到饱和并析出氯化铵晶体。氯化铵结晶器能够实现物料连续进,连续采出的不间断操作。从OSLO结晶器中连续采出的晶浆经过滤得到氯化铵固体。过滤后低温低浓氯化铵母液经蒸汽加热后返回前端MVR蒸发器的末级继续蒸发浓缩。
  装置特点
1、采用MVR蒸发器,优化工艺,充分发挥MVR蒸发器的节能优势。
2、多级氯化铵MVR蒸发器对低浓度氯化铵溶液蒸发浓缩节能效果显著。
3、采用了氯化铵结晶器(OSLO型),降低了氯化铵MVR蒸发器电负荷,全系统实现了连续自动化操作。
4、结晶系统产出氯化铵晶体粒度大,易于过滤,降低氯化铵产品含湿量。
氯化铵MVR蒸发器物料背景
氯化铵溶液具有较高的溶解度,饱和溶液沸点升高较高(溶解度数据参见氯化铵多效蒸发器),溶液呈酸性,设备选材较苛刻。
氯化铵不宜在高温状态下通过MVR蒸发器直接蒸发得到结晶,此时所需压缩机温升较高,能耗较大,尤其离心式压缩机在高温升运行状态下转速高,增速箱磨损加速,机械寿命不佳。
低温状态下虽然可直接蒸发结晶得氯化铵,但因操作真空度较高,设备一次性投入较大。我们采用氯化铵MVR蒸发器+OSLO连续结晶器(冷却)工艺在设备投资和运行成本间做了较好的平衡取舍。