鄭 輝
(天津渤海職業(yè)技術學院 天津 300201)
精制鹽產品在人們的日常生活中不可或缺,在國民經濟中發(fā)揮著重要作用。它不僅用于烹飪食用,還廣泛用于工業(yè)生產、醫(yī)療衛(wèi)生等各個行業(yè)。天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司自 20世紀 50年代開始生產精制鹽產品,在生產工藝上先后經歷了平鍋制鹽、二效自然蒸發(fā)罐真空制鹽、三效強制循環(huán)蒸發(fā)罐蒸發(fā)制鹽和四效強制循環(huán)蒸發(fā)罐制鹽幾個階段,生產工藝越來越先進,產量和產品質量越來越高,產品單耗能源越來越低,經濟效益越來越好。
真空精制鹽產品原料為淺灘飽和鹵水,通過鹵水蒸發(fā)和氯化鈉結晶、氯化鈉洗滌和脫水、干燥、包裝等工序實現產品生產。簡單工藝描述為:
淺灘飽和鹵水經由鹵泵進入到預熱器進行預熱后,進入一效蒸發(fā)器內進行加熱蒸發(fā),加熱源為一效加熱室內蒸汽;一效蒸發(fā)器內的鹵水達到排料溫度要求后進入到二效蒸發(fā)器內加熱蒸發(fā),加熱源為一效蒸發(fā)器產生的二次蒸汽;二效蒸發(fā)器內鹵水達到排料溫度后進入到三效蒸發(fā)器繼續(xù)進行蒸發(fā)濃縮,加熱源為二效蒸發(fā)器產生的二次蒸汽;三效蒸發(fā)器內鹵水達到排料溫度后進入四效蒸發(fā)器內進行蒸發(fā)濃縮形成鹽漿,加熱源為三效蒸發(fā)器產生的二次蒸汽;鹽漿經四效蒸發(fā)器排除經過洗鹽器進行洗滌;清除鹽漿里雜質后進入沉鹽器進行沉降;沉降后的濃鹽漿進入增稠器進行增稠后由離心機進行離心脫水;脫水后的鹽經過干燥爐干燥后送至包裝車間進行包裝。
圖1 工藝簡圖Fig.1 Process diagram
工藝簡圖如圖1所示。
原料鹵水中含有大量的可溶性雜質和不溶性雜質??扇苄噪s質包括硫酸鎂、硫酸鈣、氯化鎂、氯化鈣等多種化學成分;不溶性雜質包括泥沙、草末等雜物。這些可溶性雜質和不溶性雜質的大量存在不僅會影響產品的質量,還會使產品的產量受到影響,因此必須在原料鹵水進入蒸發(fā)系統前進行除雜。
去除可溶性雜質需要使用化學方法。在原料鹵水中加入能與可溶性雜質發(fā)生化學反應的氫氯化鈣和碳酸鈣,產生可沉淀的新化合物,從而達到除去可溶性雜質的目的。氫氯化鈣與鎂離子反應生成氫氯化鎂沉淀;碳酸鈉與鈣離子反應生成碳酸鈣沉淀。
去除不溶性雜質需要使用物理方法,主要設備有沉降器、砂濾器等。原料鹵水進入沉降器中,在重力作用下大部分泥沙沉降到底部,達到一定量時通過集鹽耙收集排除,鹵水得到凈化通過溢流圈流入下一道工序備用;原料鹵水自砂濾器頂部進入,通過過濾層除去原料中漂浮性雜質,再由底部排出。
提高原料鹵水質量,去除原料鹵水中可溶性雜質和不溶性雜質,使產量得到增加,也為后續(xù)的穩(wěn)定生產操作奠定了基礎,此方法經濟實用。
精制鹽產品的主要生產工序就是蒸發(fā)操作。蒸發(fā)器的加熱部分稱為加熱室,它由許多列管組成,相當于一個列管式單程換熱器。管內是被加熱的原料鹵水,管間是加熱蒸汽。蒸汽由加熱室上部引入管間形成的冷凝水由底部排除。依靠加熱室大量的蒸汽供給,使原料鹵水中的水分蒸發(fā)出去,形成高濃度的鹽漿。
在一定范圍內,進入一效加熱室蒸汽壓力越高,通過加熱室加熱管外壁傳給原料鹵水的熱量越多,原料鹵水中的水分蒸發(fā)量越大。一效加熱室供給二效加熱室的二次蒸汽壓力越高,蒸發(fā)量越大,依次下傳。整個蒸發(fā)單元的生產強度越高,產品產量越高,產能越大。
提高一效蒸發(fā)罐加熱室壓力有助于增加生產強度,減少原料鹵水在蒸發(fā)罐內的停留時間,提高了班產效率。
在精制鹽產品生產中,采取二效以上多效蒸發(fā)器進行生產,末效蒸發(fā)罐蒸發(fā)必須是負壓操作。負壓數值越高,料液的沸點越低,在提高一效蒸發(fā)罐加熱室蒸汽壓力的條件下,整個蒸發(fā)系統形成的有效溫差越大,從而提高整個蒸發(fā)單元操作的生產強度,增加產品產量。
提高末效蒸發(fā)罐蒸發(fā)室真空度增大有效溫差有多種方法:
①增大吸收末效蒸發(fā)罐加熱室產生的二次蒸汽所使用的冷卻水用量,一般為尾氣量的 60~80倍,80倍最好。只有足夠的冷卻水和較低的水溫,才能將末效蒸發(fā)罐加熱室中所產生二次蒸汽吸收徹底,形成很高的真空度;②增加真空泵,使用真空泵可以提高末效蒸發(fā)罐二次蒸汽的抽取能力,提高真空度;③保證相關設備如二次蒸汽管道、混合冷凝器、蒸發(fā)室器壁上沒有漏點;冷卻器布水管路和淋水孔不堵塞,否則空氣會進入到真空系統,破壞末效蒸發(fā)罐的真空度,影響末效溫差,降低產量。
精制鹽產品的蒸發(fā)工序要求做到穩(wěn)定操作,正常生產時原料鹵水的進料量和鹽漿的排出量都要穩(wěn)定,這樣才能使生產持續(xù)有效的進行。大進大排會造成高溫料液流失,料液的溫度忽高忽低,使鹽漿的生成量降低,料液的固液比不穩(wěn),影響產量。
原料鹵水中含有的鈣離子、鎂離子硫酸根離子等成分,在生產過程中會形成垢層附著在管內,垢層厚度達到 0.2,mm時,傳熱系數將從每平方米 3,000千卡小時度下降至每平方米1,700千卡小時度,僅為原來的 57%左右,傳熱系數降低,直接影響生產能力,產量下降。
提高精制鹽產品產能,必須防止管內結垢?,F有方法有:①原料鹵水預先凈化處理,去除雜質;②生產操作控制穩(wěn)定;③嚴格控制蒸發(fā)罐液面高度;④定期排放老鹵;⑤選擇適宜的循環(huán)速度。
提高精制鹽產量,必須將加熱室中的冷凝水和不凝氣及時排除。加熱室中的冷凝水和不凝氣不及時排除,會造成加熱室中傳熱空間減小,傳熱效果下降,降低產量。
綜上所述,生產工藝的每一道工序都關系著精制鹽產品的產量和質量,隨著生產工藝的改進,精制鹽產品的產量和質量將進一步提高,在為企業(yè)創(chuàng)造利潤的同時,也對我國鹽業(yè)生產的發(fā)展起到很好的輔助作用。
[1] 李禎祥. 提高淺灘飽和鹵的質量降低精制鹽的生產成本[J]. 鹽業(yè)與化工,2007(8):53-54.
[2] 靳志玲,戈金陽,張愛群. 淺灘飽和鹵水直接進罐精制鹽的新工藝[J]. 鹽業(yè)與化工,2007(1):23-25.
[3] 劉晶晶,劉云環(huán). 12萬t/a真空制鹽項目自動控制技術的研究與應用[J]. 鹽業(yè)與化工,2010(5):30-34.