三效蒸发结晶设计简述

三效蒸发结晶设计简述

一、工艺描述

根据分析原料水特性，本工艺采用一效、二效、三效强制循环蒸发器进行蒸发浓缩结晶，料液顺流逐级进入下一效，末效蒸发器中含有一定比例的晶浆料液进入稠厚器，稠厚器中一定固液比的浆液进入离心机，进行固液分离得到产品固体盐。离心母液进入母液罐内用母液泵打入强制循环蒸发系统内进行母液循环套用。

饱和生蒸汽进入一效加热室壳程与料液进行换热；一效分离室产生的二次蒸汽作为二效加热室的热源，二效分离室产生的二次蒸汽作为三效加热室的热源；三效分离室产生的二次汽进入乏汽预热器壳程与来料换热冷凝，其余进入间接冷凝器，由循环冷却水间接换热冷凝，不凝性气体由真空泵排出。

二、材质选择

选用以下材质：蒸发设备接触物料部分选用2507和钛材；与二次气体接触部分采用316L材质。

三、工艺特点

考虑降低系统能耗，设备投资及温差限制、能源循环利用等方面的因素，原料经过乏汽水预热，冷凝水预热原料，可以降低生蒸汽的消耗，以达到节省能源的目的。

装置多采用长管式蒸发器，装置装机功率小，设备的故障率低。

整套蒸发装置连续进出料，料液液位与所需浓度可实现自控，配套自动控制系统，工人劳动强度低，生产效率高。

本工艺中的冲洗水采用高温冷凝水，确保不降低料液温度，以降低生蒸汽耗量。

本工艺充分利用蒸汽的显热，节约生蒸汽消耗，降低设备的运行成本。

该物料的蒸发具有无机盐蒸发的共性，又具有其特殊性，在工艺设计方面做了多方面的考虑，具体表现为：

结晶管路设计尽量考虑采用直管道，减少弯头。

结晶管路设计充分考虑冲洗水和吹堵，防止管路的堵塞。

结晶管路设计上采用大曲率半径弯头。

合理布置设备，尽量缩短带晶物料管道。蒸干釜到离心机管路选取短而适当的流速的管路。

对含固流体的管道流速设计上采用适宜的流速。

对泵的选型要适合带晶物料。

四、出料段晶体防堵

对于蒸发结晶系统而言，防止系统结晶堵塞非常关键，为了防止系统堵塞，采取如下措施：在各管道易堵塞点，增加热水清洗口及蒸汽反冲口；管道设计采用坡度设计，将稠厚器的出口尽量靠近离心机，增大出料管管径；尽量减少出料管道上的弯头；定期的对部分关键性阀门进行手动操作，预防堵塞。

五、电控系统

在蒸发装置的控制上，采用了自动化仪表和集中控制装置，提高了蒸发系统的运行效率及自动化的程度。加快蒸发效率，降低生产成本；减轻劳动强度，改善劳动条件；确保系统安全运行，延长设备使用寿命，提高设备利用能力。

1、DCS控制

蒸发过程中各种工艺条件不可能是一成不变的，特别是蒸发过程中，各种设备相互关联着，当其中某一工艺条件发生变化时，都可能能引起其它设备中某些参数或多或少地波动，为此，就需要一些自动控制装置。对生产中某些关键性参数进行自动控制。使他们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时。能自动的控制而回到规定的数值范围内。为此，可采用DCS控制系统。

2、自动监测

自动监测系统利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的，称为自动监测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录，因此起到人的眼睛的作用，蒸发系统中重点对流量、温度、液位、压力等内容进行监控及调节。

（1）流量（进料量等）

（2）温度（预热温度、分离器物料温度、压缩机进出口温度、压缩机油温等）

（3）液位（分离器料液液位、冷凝水液位等）

（4）压力（分离器压力、压缩机进口压力、出口压力等）

3、操作方式

蒸发系统中对每个控制部位都设置了手动/自动两种操作方式。蒸发系统操作人员根据运行情况选择。手动操作即操作人员根据当前的参数情况人为地对某一参数进行调节时，可把这一设备运行方式切换为手动并确认（防止误操作），然后就行调整。比如说，操作人员分离器内液位比较高，想让液位快速一点将下来，那么操作人员可将进料泵的运行方式切换为手动，然后将进料泵的频率适当的调低，或者将进料调节阀切换为手动，然后将进料调节阀的开度适当调小一些。

手动/自动的操作方式只需蒸发系统的操作人员根据工艺参数做出调整即可。

4、自动信号和联锁保护系统

有时由于一些偶然因素的影响，导致工艺参数超出允许的变化范围而出现不正常情况时，就有引起事故的可能。为此，常对某些关键性参数设有自动信号联锁装置。当工艺参数超过了允许范围，在事故即将发生以前，系统会根据参数设置情况进行系统自我调节。信号系统就自动地发出光信号并同时，告诫操人员注意，并及时采取措施。如工况已到达危险状态时，联锁系统立即自动采取紧急措施，打开全阀或切断某些通路，必要时紧急停车，以防止事故的发生或扩大。它是生产过程中的一种安全装置。例如某分离器内的液位处于低液位，自动信号系统就会发出报警信号，报警给蒸发系统操作人员及时处理，调大进料量，提高液位满足蒸发需求。若系统的自我调节及操作人员都没能及时将分离器的液位提高时，自动联锁保护系统就会相应的把出料泵停止或者停止循环泵等，避免泵空而转损坏泵的情况出现。

自动信号和联锁保护系统可以很好的保护设备，确保蒸发系统安全运行。

5、自动运行及开停车

自动运行及开停车系统可以按照预先设计好的各种参数规定好的步骤，进行判断并作出相应的动作，使蒸发系统自动地投人运行或自动停车。

例如操作人员点击并确认蒸发开始，系统接到开机指令后会对报警信号（尤其是停机报警信号）、温度、液位情况进行判断后，会相应的开启进料泵、预热蒸汽控制阀门，液位到了一定程度后循环泵压缩机开启等等进行自动运行。而当操作人员点击蒸发停止时，系统接到停机指令，会根据相关步骤有序的停泵、关压缩机、阀门等等操作最终使蒸发系统停机。