黃腐酸鉀、腐植酸鉀蒸發(fā)濃縮工藝
腐植酸鉀主要成分是芳香族羥基羧酸鹽;黃腐酸鉀的主要成分是短碳鏈分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)。來源區(qū)別:腐殖酸鉀是從褐煤精細(xì)選后用KOH液體反應(yīng)提取的。黃腐酸鉀是從天然腐植酸中提取的。應(yīng)用區(qū)別:腐植酸鉀主要在石油、化工、建材使用。黃腐酸鉀在農(nóng)業(yè)、園藝上應(yīng)用。
黃腐植酸是腐植酸中的一種成份。腐植酸廣泛存在于自然界的草炭、褐煤、風(fēng)化煤等中,可從腐植酸中提取一定的黃腐植酸與氧化鉀制成黃腐酸鉀。
黃腐酸鉀呈黑墨色,溶液具有一定粘度,傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝先經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后進(jìn)入后續(xù)干燥系統(tǒng),一般有噴霧造粒干燥、滾筒刮刀干燥,噴霧造粒干燥進(jìn)料濃度不能過高。傳統(tǒng)黃腐酸鉀生產(chǎn)蒸發(fā)工藝一般采用反應(yīng)釜進(jìn)行初步蒸發(fā)濃縮,反應(yīng)釜操作簡單,但能耗過高,且間歇卸料,生產(chǎn)連續(xù)差,隨著國家能源價格不斷上漲,采用傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝,已不適應(yīng)現(xiàn)如今國家要求的節(jié)能減排要求,可采用更節(jié)能的多效/MVR蒸發(fā)工藝,綜合黃腐酸鉀的溶液特性,蒸發(fā)器的形式采用列管強制循環(huán)形式。
黃腐酸鉀溶液呈堿性,粘度較大,特別是隨著濃度增大后,溶液粘度顯著增大,一般進(jìn)料濃度約20%,溶液沸騰后,發(fā)泡性強,泡沫嚴(yán)重影響蒸發(fā)運行,工藝設(shè)計考慮配置除霧裝置,且配備消泡劑加藥系統(tǒng),減少泡沫,防止跑料,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行,黃腐酸鉀溶液中鈣鎂含量較高,但都以螯合物形式存在,蒸發(fā)器設(shè)計需配置化學(xué)清洗裝置,定期進(jìn)行化學(xué)清洗,溶液沸點溫升不高,蒸發(fā)可采用多效/MVR形式,首選采用MVR工藝,更節(jié)能。
1、多效蒸發(fā)工藝
多效蒸發(fā)是將前效的二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽的串聯(lián)蒸發(fā)操作。在多效蒸發(fā)中,各效的操作壓力、相應(yīng)的加熱蒸汽溫度與溶液沸點依次降低。原理在蒸發(fā)生產(chǎn)中,二次蒸氣的產(chǎn)量較大,且含大量的潛熱,故應(yīng)將其回收加以利用,以達(dá)到節(jié)能效果,一般蒸發(fā)蒸汽噸水消耗量:單效:1.1t/噸水,二效:0.57t/噸水,三效0.4t/噸水,四效:0.3t/噸水。
物料流向:
原料罐→預(yù)熱器→1效→3效→2效→濃縮液(混流蒸發(fā),保證高溫出料)
蒸汽流向:
生蒸汽→熱泵(一效分離器引射蒸汽)→1效加熱器→2效加熱器→3效加熱器→主冷凝器
冷凝水流向:1效加熱器→冷凝水罐→冷凝水泵→預(yù)熱器→回用/排放
蒸餾水流向:2效加熱器→3效加熱器/主冷凝器→ 蒸餾水罐→蒸餾水泵→回用/排放
蒸發(fā)過程中,關(guān)鍵的操作指標(biāo)(液位、溫度、壓力、密度等)利用自控系統(tǒng)自動控制,蒸發(fā)罐和結(jié)晶器的壓力維持在一定壓力,通過蒸餾水罐不凝氣出口旁路空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制蒸發(fā)壓力。
出料單元
在強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中,通過出料管路安裝的質(zhì)量流量計檢測濃縮液的出料濃度,由出料泵以及出料調(diào)節(jié)閥控制出料。
2、MVR蒸發(fā)工藝
MVR其工作過程是將低品位的蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進(jìn)入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外,整個蒸發(fā)過程中無乎需生蒸汽,從分離器出來的二次蒸汽,經(jīng)壓縮機壓縮,壓力、溫度升高,熱焓增加,然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用,使料液維持沸騰狀態(tài),而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣原來要廢棄的蒸汽就得到充分的利用,回收潛熱,提高熱效率,達(dá)到節(jié)能效果,MVR蒸發(fā)噸水能耗約28~55元。
物料流向:
原水罐→進(jìn)料泵→預(yù)熱器→MVR強制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)→出料泵→濃縮液
蒸汽流向:
分離器二次蒸汽→蒸汽壓縮機→加熱器
蒸發(fā)系統(tǒng)采用強制循環(huán)工藝,配置一臺強制循環(huán)泵,為了保證物料在列管內(nèi)滿管高速流動,防止物料結(jié)垢堵管。強制循環(huán)工藝特點如下:
a強制循環(huán)蒸發(fā)器用于避免在加熱面上沸騰而形成結(jié)垢或產(chǎn)生結(jié)晶的工況。
b 強制循環(huán)蒸發(fā)溶液在設(shè)備內(nèi)的循環(huán)主要依靠循環(huán)泵產(chǎn)生強制流動。
c物料在加熱器內(nèi)不蒸發(fā),不會發(fā)生濃度變化,在分離器中閃蒸后濃度才會升高,因此不會附著在熱交換面引起熱交換面結(jié)垢。
d分離主體有非常充分的液/氣分離面積和分離高度,可以保證長時期蒸發(fā)量和出料濃度穩(wěn)定。
出料系統(tǒng)
考慮到物料進(jìn)料含鹽量較高,蒸發(fā)濃縮至終點時,系統(tǒng)配置質(zhì)量流量計用于檢測物料的密度,且配置出料泵與出料調(diào)節(jié)閥,通過調(diào)控調(diào)節(jié)閥開度,調(diào)控出料濃度。