真空制盐3防垢与除垢.ppt

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1、2真空制盐三、加热管的结垢及处理三、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δ↑K↓；但是对于干净加热面K0越大，相同δ，K下降越快；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·℃)112811026505.3119110225018.5128111150028.5129112128038.51261119702、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

2、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，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

3、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（1）垢的种类污垢可溶性垢不溶性垢NaCl垢Na2SO4垢CaSO4垢CaCO3垢垢的种类不同其生成原因、防垢方法、除垢方法不同（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

4、讲）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。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；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

5、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CaSO4垢的形成原因：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80℃CaSO4·2H2OCaSO4·1/2H2OCaSO4CaSO4

6、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。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ρs——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CaCO3垢的形成原因：CaCO3垢生成的原因是：碳酸氢钙受热分解，生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。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

7、器液面控制加热蒸汽压力稳定循环泵防大块盐卡管（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1801.683000稳定不变试验结果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

8、持晶种含量15～30g/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20μm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（4）柴油添加法在制盐蒸发器的低温效，加入柴油（浓度在5～10PPm)，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