蒸发结晶 |真空制盐工艺防垢除垢方法全解，结垢无处可逃!
盐即是人类生活中必不可少的营养素和调味品，又是化学工业的基本原料。但是制盐工艺中有一个问题一直困扰大家，那就是结垢，今天就和小七一起揭开制盐工艺的神秘面纱，以及制盐过程中如何预防结垢和结垢后除垢的方法！！！
首先我们先看一下真空制盐是个什么工艺？
真空制盐是指卤水在不同“真空”状态下的蒸发罐组中进行蒸发，由于各罐间的压降差，形成沸点递降，从而使热量依次传递，“二次蒸汽”能多次利用的一种现代化制盐生产方法。
该方法具有机械化和自动化程度高，热能消耗少，生产成本低等优点。
整个真空制盐生产，分为卤水处理、蒸发制盐、脱水干燥、包装仑贮四大工序。其总体方块流程如图1-1：
四大工艺详细介绍如下：
卤水处理
因卤源不同而处理方法不同，石膏型沿卤主要除钙；芒硝型岩主要除硫酸纳；有钡黄卤主要除钡；黑卤主要除硫化氢；各类卤水均应脱氧，调节PH进罐；为保证盐质也应该除铁。卤水处理工序一般分为加药搅拌和沉清岗位。
蒸发工序
是真空制盐的主要工序。其主要过程为蒸汽加热一效卤水，二次蒸汽逐效加热下一效卤水，末效二次蒸汽由冷凝器用水冷凝带走。盐由盐脚抽至旋流增稠，稠料液去离心脱水，稀料液回罐或排除系统。各效冷凝水闪发回收热量，最后送至其他工段。该工序主要分液面操作、旋流增稠选水、排盐、冷凝水等四个岗位。
脱水干燥工序主要是将增稠为60%~70%左右盐浆在离心机内脱水，得含水3%左右湿盐。
母液返回蒸发罐。
湿盐去干燥器（一般为沸腾干燥器），经与热空气接触使大部份水分气化，得到含水0.5%以下干盐。在干燥入口处加入防结块添加剂——亚铁氢化钾——2~3PPM。该工序一般分为二次增稠选水，沸腾干燥几个岗位。
干燥经皮带机和计量称分别包装或入仓散装
该工序一般分为运输、计量、包装三个岗位。
那么如何才能提高真空制盐的生产能力呢？
由于流速高、温升小，则避免卤水在加热管内沸腾，从而可克服生产上出现的堵管现象。同时，由于所需“液压高度”减低更利于料液的蒸发和减少短路温度损失。但流速的增加不是无限的，流速的增大会加大动力消耗，导致电费增加，因此，制盐生产上一般卤水流速在1.5~2.0米/秒左右。
防止结垢的方法较多，但常用的有三种方法：
在卤水中加入纯碱等原料，除去钙、镁、硫酸根等成分，这是防垢的根本措施，也就是通常的卤水预处理法；
严格控制罐内液面，控制加热室压力，控制流速，使用内壁光滑的管材（如钛或不锈钢）；
在制盐蒸发罐内，加入一定的固体石膏，这些悬浮于料液中的石膏，起着晶核的作用，从料液析出的初生态石膏附着于其表面，防止了在加热管上析出的结垢，这叫石膏晶种法。
（防垢知识文后有更详细介绍）
主要包括两个方面：一是设计合适的冷凝真空装置，如本项目的蒸汽喷射器，二是降低冷却水温度。
如某一项目中在II~V效之间增加乏气预热器，对热量的利用可提高30%以上。
如何防止加热管结垢？
为防止蒸发设备结垢 ,采用的防垢措施有 :
1重视蒸发设备材质的选择
不同材质结垢情况不同 ,选择合适的材质对垢的形成速率有很大影响。蒸发室、加热管是真空制盐关键设备组成部分 ,它们的选材变化较多,历史上曾用过碳钢 、铜、合金钢、不锈钢等,到目前为止已使用钛材及合金。材质之所以不断改善, 主要是适应制盐生产以及使用环境的需要 ,既要耐腐蚀,又要有良好的传热性。
2晶种法
通过在浓盐废水中加入一定的硫酸钙或氯化钙作为晶种，利用与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力，降低废水中硫酸钙过饱和度，使废水中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的晶种上，而不是沉积在加热管内壁上，达到了防垢的目的。
3加阻垢剂法
通过添加阻垢剂，去螯合废水中的金属结垢离子，防止它们与碳酸根、硫酸根结合而结垢。
4加酸法
加酸，调节废水PH≤5.0，除去碳酸或碳酸氢根，防止结碳酸钙垢。
5净化预处理法
采用硬度和碱度去除工艺，去除浓盐废水中钙、镁离子和硫酸根、碳酸根离子，防止产生碳酸钙和硫酸钙结垢。
6控制固液比法
外加热式强制循环蒸发器生产过程中，可通过控制浓盐废水中固液比量在一定的范围内，在轴流泵的作用，含较多结晶体的废水具有一定的流速，对换热管内壁有较强的冲刷作用，使晶核无法在加热管内壁附着形成垢层。
7采用反循环蒸发设备
反循环是依据结晶动力学原理及 NaCl的溶液特性而设计的。在反循环中, 加热后料液自蒸发室下锥体切向进入,自下向上流动,随着蒸发室截面积的扩大,料液向上流动速度减慢, 液柱压力降低 ,蒸发产生大量蒸汽,温度下降。
反循环蒸发罐的优越性主要有:块盐堵管少、刷罐周期长、循环阻力小 、短路温度损失小、盐的结晶粒度大 、节能降耗显著等。
8蒸发器加热管塑料螺旋防垢的技术
蒸发器加热管塑料螺旋防垢的技术原理, 是直接利用蒸发溶液的循环流动能, 带动蒸发器加热管内的自动清洗保洁元件———塑料螺旋纽带旋转, 实现加热管管内污垢的自动清洗, 达到防垢保洁的目的。同时 ,旋转的塑料螺旋频繁地扰动边界滞流层,使管内对流传热过程中热阻最大的边界滞流层的传热过程得到有效地强化 。
若已经结垢该如何除垢？
常见的除垢方法有以下五种：
适宜于除去水溶性垢层或垢层混合物中水溶性组分大的情况 ;如Na2SO4 、NaCl和CaSO4、 Na2SO4 等。采用水溶除垢时 , 常需适当加热, 以提高溶解度和加快溶解速度 。
适宜于除去碳酸盐垢物 , 或垢层混合物中碳酸盐组分大的情况。酸洗液一般用盐酸配制, 酸的浓度为 1% ～ 3%, 垢层太厚可增加到5%,可根据除垢情况采取一次洗涤或多次洗涤 。洗涤中要注意防止气泡泛液和及时分离沉渣 。酸洗完后要 用 稀 碱 液 中 和, 或 用 淡 水 洗 净 , 防 止 设备受损 。
适宜除去硫酸钙、硫酸锶等垢层 。操作时先用纯碱配成 3% ～ 5%浓度洗液 ,在加热情况下循环,此时发生的化学反应为:
CaSO4 +Na2CO3= CaCO3 ↓ +Na2SO4
SrSO4 +Na2CO3= SrCO3 ↓ +Na2SO4
然后再用酸洗液循环 ,除去上反应式中生成的碳酸盐 。酸浓度 1% ～3%,最后再用淡水清洗。
适宜于除去各种垢物。对铜 、铜镍合金及钛管不宜采用此法, 以避免管材受损 。该法是采用 “洗管器”,在水流伴同下用机械刀刮削
垢层的办法除去垢物 。该法除垢费用省, 但垢物不易清除干净 ,而且只宜用于碳钢设备 。
试验表明:此方法清洗彻底, 除垢率大于 99%。但此法耗费人力、物力较大 ,清理速度慢, 工程造价高。
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