氯化鈉-磷酸三鈉蒸發分鹽提純裝置核心原理與分鹽機制
該裝置基于氯化鈉(NaCl)與磷酸三鈉(Na?PO?·12H?O)溶解度隨溫度變化的顯著差異實現分離:
磷酸三鈉:溶解度隨溫度升高急劇增大(100℃時約60g/100g水),低溫時溶解度驟降。
氯化鈉:溶解度變化平緩(20℃時約36g/100g水,100℃時約39g/100g水)。
通過高溫蒸發結晶與低溫冷卻結晶兩步操作,實現兩種鹽的高效分離:
高溫段(約100℃):在MVR蒸發器中,氯化鈉因溶解度較低優先析出,母液進入低溫段。
低溫段(0-10℃):母液經冷卻結晶器(如OSLO或DTB真空結晶器),磷酸三鈉以十二水合物(Na?PO?·12H?O)形式析出,需嚴格控制溫度與攪拌條件以避免共混。
氯化鈉-磷酸三鈉蒸發分鹽提純裝置關鍵設備與技術
MVR蒸發器:
采用機械蒸汽再壓縮技術,噸水處理能耗僅28-35kWh,比傳統多效蒸發節能60%。
材質選用316L不銹鋼或鈦合金,耐高Cl?濃度腐蝕(濃度超100000mg/L仍穩定),確保長期運行穩定性。
蒸汽壓縮比達1:8,實現二次蒸汽潛熱的高效回收,降低對外界能源依賴。
冷卻結晶器:
OSLO結晶器:通過連續冷卻實現低結晶溫度,減少高低溫段母液交換量。
DTB真空結晶器:無換熱面結垢風險,提升系統連續性與操作便利性,但結晶溫度稍高,需優化母液循環量。
多效蒸發技術:
串聯多級蒸發器,利用前級二次蒸汽作為后級熱源,降低蒸汽消耗,適用于高鹽廢水處理(如硫酸鈉、氯化鈉廢水)。
工藝流程與控制要點
高溫蒸發段:MVR蒸發器維持100℃環境,氯化鈉優先析出,母液進入低溫段。需精確調控溫度梯度,避免磷酸三鈉提前析出。
低溫冷卻段:母液冷卻至0-10℃,磷酸三鈉結晶析出。需控制結晶速率與晶種添加,防止十二水磷酸三鈉與氯化鈉共混。
母液循環與熱量平衡:低溫母液返回高溫段時需補充蒸汽以維持熱量平衡,補充量與磷酸三鈉產量成正比,需精確計算以優化能耗。
氯化鈉-磷酸三鈉蒸發分鹽提純裝置優勢與挑戰
優勢:
高效分離:實現氯化鈉與磷酸三鈉的高純度分離,回收鹽類純度可達95%以上。
節能環保:MVR技術降低能耗60-80%,減少廢水排放,符合綠色化工理念。
資源回收:化工、印染等行業高鹽廢水中的鹽類可資源化利用,如氯化鈉用于工業鹽,磷酸三鈉用于清潔劑或水處理劑。
連續性強:DTB結晶器避免結垢,系統運行穩定性高,操作便利。
挑戰:
設備成本:耐腐蝕材質(如鈦合金)成本較高,需權衡投資與長期效益。
工藝控制:結晶條件(溫度、攪拌速度、晶種)需精確調控,防止共混或純度下降。
母液管理:高低溫段母液交換需優化,避免雜質積累影響分離效果。
氯化鈉-磷酸三鈉蒸發分鹽提純裝置應用案例與行業前景
化工廢水處理:某化工企業采用MVR蒸發器處理高鹽廢水,回收氯化鈉與硫酸鈉,滿足工業鹽標準,實現廢水零排放。
鹽湖提鹽:鹽湖鹵水項目中,通過蒸發分鹽技術提取鉀鹽、鈉鹽,純度達95%以上。
印染與電鍍行業:回收廢水中的氯化鈉與硫酸鈉,回收率超90%,降低環保處理成本。
該裝置通過溶解度差異與設備集成,實現了氯化鈉與磷酸三鈉的高效、低能耗分離,在化工、環保、資源回收等領域具有廣泛應用前景,是綠色化工與循環經濟的重要實踐。