氯化钾铵蒸发结晶工艺

宋玮（石家庄鼎威化工设备工程有限公司，河北 石家庄 050000）

氯化钾铵蒸发结晶工艺

宋玮（石家庄鼎威化工设备工程有限公司，河北 石家庄 050000）

介绍某化工企业无机复盐—氯化钾铵蒸发结晶工艺。

蒸发结晶；氯化钾铵

本文对某化工企业无机复盐废水—氯化钾铵进行蒸发结晶，得到21t∕h氯化钾铵产品，以实现最大程度的资源化利用。氯化钾铵是重要的无机复合盐，在农业、食品、医药等行业应用广泛，随着其需求量日益增大，氯化钾铵大型化、连续化生产成为迫切需要。考虑其处理量及蒸发量、物料的沸点升高、运行费用等，我们采用了三效顺流蒸发结晶装置，实现了大型化的生产。另外，减少了对环境的污染，做到了零排放。

1 蒸发工艺流程

某化工企业废水为无机复盐，主要成分为氯化钾和氯化铵。综合其物性，蒸发过程中有部分晶体，选用抗盐析，抗结垢，适用性能好的强制循环蒸发结晶器[1]。氯化钾铵溶液先经过强制循环蒸发器蒸发出部分晶体然后再去结晶器降温结晶析出更多的晶体，工艺流程示意图见图1。

图1 工艺流程示意图

1.1 物料流程简述

氯化钾铵溶液由上料泵输送至本工段，经过生蒸汽冷凝水预热器提升温度，进入一效蒸发结晶器，与壳程的蒸汽换热，一效的浓缩液利用一效与二效的效间压力差进入二效蒸发结晶器继续蒸发浓缩，二效浓缩液利用二效与三效的效间压力差进入三效蒸发结晶器继续蒸发浓缩，析出大量氯化钾和部分氯化铵晶体，固液混合物由三效出料泵输送至旋液分离器增浓后，进入结晶器，进行降温结晶，这时，大部分氯化铵晶体析出，最后通过离心机进行固液分离，得到氯化钾铵晶体，母液进入母液池，由母液泵输送回蒸发结晶器继续蒸发。

蒸发结晶器效内通过轴流泵输送液体，迫使氯化钾铵溶液以较高速度流过加热室进入分离室，使流动的推动力与传热、汽化、气液分离的功能分开[1]，离开蒸发结晶器时达到了要求的浓度。

1.2 蒸汽及冷凝水流程简述

热源蒸汽与物料换热冷凝后，进入预热器预热氯化钾铵原料，最后回锅炉再利用；一效蒸发结晶器的二次蒸汽进入二效蒸发结晶器换热，冷凝液进入三效蒸发结晶器闪蒸；二效蒸发结晶器的二次蒸汽进入三效蒸发结晶器换热，冷凝液进入冷凝水罐，三效蒸发结晶器的二次蒸汽进入间接冷凝器与冷媒换热，冷凝液亦收集至冷凝水罐，最后所有二次蒸汽冷凝液由冷凝水泵输送回前工艺再利用。

2 工艺特点

本工艺对传统工艺进行了优化，特点如下：

（1）本工艺处理量大，热源采用低压饱和生蒸汽，末效采用真空操作，降低溶液的沸点，增大推动力，设计合理的操作参数和能量匹配，降低热量损失，同时配置冷凝水预热器提升原料温度，达到节能降耗目的。

（2）强制循环蒸发结晶器的虽应用很广泛、适应性强，但是需要权衡运行费和维护费，我们首先将轴流泵配备变频器，通过调节变频器来调节轴流泵电机的转速，提高泵的效率，达到节能效果，降低了运行噪音。其次，由于三效的固含量较高，我们优化了三效蒸发结晶器的内部构造，使固液混合物中少量的固体进行效内循环，降低轴流泵的负荷。第三，效间利用压力差进行物料输送，降低了电负荷，更易操作。

（3）蒸发结晶器出料后设置液分离器，提高出料的浓度，使部分母液返回蒸发结晶器，可减小结晶器的换热面积，降低了母液间接的热损失。

（4）蒸发器液位采用了自动控制，通过进料管线上的调节阀来控制各个蒸发器的液位，整套系统温度、压力等仪表均远传至控制室，实现自动化控制，系统操作更简单、工人劳动强度低。

（5）强制循环蒸发装置采用大流量、低扬程的轴流泵，合理的管内流速，避免了蒸发器堵管现象，但由于高浓度的氯化钾铵溶液随温度的变化极易堵塞工艺管路，影响正常生产。故我们在物料的出料管线和母液管线均做蒸汽伴热，母液罐设置蒸汽盘管，并设置合理工艺配管和蒸汽吹扫，以应对管路的堵管问题，使生产更加顺畅，减少停车次数。

（6）氯化钾铵的腐蚀性很强，考虑综合效益，我们采用了合理的设备材质，在一效高温操作下选用钛材蒸发结晶器，中低温的二效、三效和结晶器材质选用双相钢。

3 结语

与现有技术相比，本工艺装置实现了氯化钾铵的大型化、连续化生产，并且结晶颗粒的粒度较大且颗粒度均匀，同时实现了生产过程中零污染、零排放，大大减小了对环境的污染。另外，本工艺的设计合理、组成简单、操作方便、处理效率高，可大幅度降低生蒸汽的消耗，实现了产品连续出料，同时利用生蒸汽冷凝水预热原料，利用间接冷凝器冷凝回收二次蒸汽冷凝水再利用，达到了节能、减排的目的。

[1]王松江主编.石油化工手册第三卷[M].北京:化学工业出版社，2001（1018）.

宋玮（1983-）女，工程师职称。2007年毕业于河北科技大学化工与制药工程学院化学工程与工艺专业，工学学士。现就业于石家庄鼎威化工设备工程有限公司，化学工程工艺设计主管。