氯化铵MVR蒸发浓缩+冷却结晶系统
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(℃)时无水硫酸盐在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。
下一篇:氢氧化锂蒸发结晶设备