真空制盐概述.ppt

真空制盐概述,主讲：姜风炎,一、盐的概念1、我们学过化学的人都知道：酸和碱反应则生成盐和水。如H2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O，还有：HCl+KOHKCl+H2O。我们把反应的生成物CaSO4和KCl称为盐。因此，我们就可以说盐是酸分子里的氢原子被金属原子转换后的生成物。也可以说盐是由金属原子和酸根结合而成的化合物。2、盐的分类：盐按照化合物中的金属来分类，可分为：钠盐、钙盐、镁盐。按化合物中酸根来分，又可分为盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。3、我们所说的“盐”。化学中的盐不是一种特定的化合物。如NaCl、CaSO4、Na2SO4都可称为盐，做为一名技术工人，我们首先要明确这一点。由于NaCl对人们的生活特别的重要，我们在日常生活中所说的盐，也是专指NaCl。我们在真空制盐中所讲的盐也是对NaCl而言。,第一节盐的基本知识,二、NaCl的物理化学性质。食盐分子式是NaCl。氯化钠是食盐的主要成份，白色立方晶体，或细小的结晶粉末。比重量2.165（2540），分子量58.44，熔点8010C，沸点14130C，味咸，中性，有杂质存在时易潮解，溶于水和甘油。难溶于乙醇。用于食品调味，腌制食品。是基础工业原料，可制取Cl2、H2、盐酸、氢氧化钠、氯酸盐、次氯酸盐、金属钠等。NaCl可以通过海水、盐湖卤水、真空制盐等方式进行提取。,第二节真空制盐的发展历史,1、传热机理：热量要传递，就必须要有温度差。即加热蒸汽的温度高于卤水的沸点，才能有效的进行传热蒸发。而解决这一问题的做发就是利用温度随压力变化而变化的关系。如果利用密闭容器，人为的降低蒸发容器的压力，从而使卤水的沸点降低，达到传热的目的。2、真空制盐：真空制盐一般是采用多效在加压，常压和负压的状态下并用，对卤水进行沸腾蒸发结晶，以制取氯化钠晶粒的制盐装置，简称“真空制盐”。各效加热蒸汽的压力由正压依次向负压（真空）推移。前一效的二次蒸汽作为后一效的热源。末效产生的二次蒸汽引入混合冷凝器，用冷却循环水冷凝后排出系统，其中的不凝汽用蒸汽喷射泵或真空泵抽出，维持其负压（真空）状态，确保各效之间的有效温差。实现多效蒸发的目的。,3、真空制盐效数分配确定。蒸发1kgH2O耗加热，蒸汽量各效依次是1.1kg，二效0.57kg，三效0.4kg，四效0.3kg，五效0.27kg，六效0.26kg。随着效数的增加，蒸汽消耗量的降低比例越来越小，而常年的运行费用却大大增加，造成得不偿失。首效和末效的蒸汽压力确定后，系统的总温差是一定的。各效的温差又含着温度损失。那么如果水蒸汽温度是1510C，末效蒸汽温度是450C，各效平均温度损失为120C，各效推动温度为60C，则实际效数（15145）/（6+12）=6效。我国现行真空制盐厂一般为五效。4、真空制盐的发展史：真空蒸发并不是起源于制盐工业，而是起源于制糖工业。1812年，霍华氏首先是在英国利物浦的一家糖厂使用单效真空蒸发。1887年，邓肯在美国纽约州将单效真空蒸发用于制盐。1899年，在美国的曼尼斯特建成世界上第一套多效真空制盐设备。我国真空制盐创史人是肖家干，他在1940年试制成功“灶用制盐真空机”。解放后，1958年由吴鹿苹先生等人在青岛设计建成一套标准型四效真空制盐装置。并投入正常运行。,第三节我国制盐概况,一、我国的盐区分布。以盐的生产原料可分为海盐，湖盐、井矿盐。以盐的用途可分为食用盐、工业盐等。海盐区以长江为界：长江以北的辽宁、河北、天津、山东、江苏为北方海盐区，长江以南的浙江、福建、广东、广西为南方海盐区。他们的生产是以海水为原料。井矿盐区有四川、湖南、湖北、云南、江西、安徽、另江苏、山东、陕西也有井矿盐。他们的生产是以岩盐和地下岩盐卤水为原料。湖盐主要分布在青海和内蒙。他们是以盐湖为原料。二、精制盐、粉碎洗涤盐，日晒盐。多效真空蒸发的盐产品为精制盐。粉碎洗涤盐以海湖盐为原料将进行盐粉碎、洗涤、干燥脱水等方发生产的盐。日晒盐：是以海水为原料，通过摊晒的方发获得，多在南方海盐区进行生产。三、我国精制盐生产情况。四川九大集团、中盐浩龙、中盐新干、中盐长江、中盐金坛、中盐宏溥、中盐榆林、中盐定远。,第四节盐产品的国家标准,一、GB54612000食用盐。1、范围本标准规定食用盐的技术要求，试验方发，检验规则和包装、标志、运输、贮存。本标准适用于供食用的精制盐，粉碎洗涤盐及日晒盐。2、引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订。使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T6011988化学试剂滴定分析用标准溶液的制备。GB/T6021988化学试剂杂质测定用标准溶液的制备。GB/T6031988化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备。GB/T66821992分析实验室用水规格和试验方法。,GB/T77181994食品标签通用标准。GB/T81681988制盐工业主要产品取样方法。GB/T13025.11991制盐工业通用试验方法粒度的测定。GB/T13025.21991制盐工业通用试验方法白度的测定GB/T13025.31991制盐工业通用试验方法水份的测定GB/T13025.41991制盐工业通用试验方法水不溶物的测定GB/T13025.51991制盐工业通用试验方法氯离子的测定GB/T13025.61991制盐工业通用试验方法钙和镁离子的测定GB/T13025.71991制盐工业通用试验方法碘离子的测定GB/T13025.81991制盐工业通用试验方法硫酸根离子的测定GB/T13025.91991制盐工业通用试验方法铅离子的测定GB/T13025.91991制盐工业通用试验方法亚铁氰化钾的测定GB/T13025.91991制盐工业通用试验方法氟离子的测定GB/T13025.91991制盐工业通用试验方法钡离子的测定GB/T13025.91991制盐工业通用试验方法砷离子的测定,3、产品分类食用盐为晶体氯化钠，用于食用。食用盐按其生产和加工方法可分为：精制盐、粉碎洗涤盐、日晒盐。食用盐按其等级分为：优级、一级、二级。食用盐分子式：NaCl食用盐分子量58.44（按1997年国际原子量）。4、技术要求4.1感观指标：白色、味咸、无异味、无明显的与盐无关的外来异物。4.2理化指标应符合表1规定：,5、试验方法本方法所用的试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T6682和中规定的三级水。试验中所需标准溶液，在没有声明其他要求时，均按GB/T601、GB/T602、GB/T603之规定制备。5.1粒度的测定按GB/T13025.1规定执行。5.2白度的测定按GB/T13025.2规定执行。5.3水份含量测定按GB/T13025.3规定执行。5.4水不溶物含量测定按GB/T13025.4规定执行。5.5氯离子含量的测定按GB/T13025.5规定执行。5.6钙离子含量的测定按GB/T13025.6规定执行。5.7镁离子含量的测定按GB/T13025.6规定执行。5.8硫酸根离子的测定按GB/T13025.8规定执行。5.9碘离子含量的测定按GB/T13025.7规定执行。5.10铅离子限量的测定按GB/T13025.9规定执行。5.11碘离子限量的测定按GB/T13025.13规定执行。5.12钡离子限量的测定按GB/T13025.12规定执行。5.13氟离子限量的测定按GB/T13025.11规定执行。5.14亚铁氟化钾限量的测定按GB/T13025.10规定执行。5.15氯化钠及水溶性杂质成份的计算和检验的结果的检查。,由上述各项检验结果得出食用盐样品所含单项离子的百分含量，然后按表2中所注序号计算化合物的成份。计算的硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、氯化钙、氯化镁之和为水溶性杂质的含量，其余氯离子计算为氯化钠含量。表2：阴离子阳离子钙离子（Ca2+)镁离子（Mg2+）钠离子（Na+）硫酸盐（SO42-）硫酸钙硫酸镁硫酸钠氯离子（CL-)氯化钙氯化镁氯化钠若以顺序号计算时，某种化合物因阴离子或阳离子的不存在而不能形成时，即依次以下一顺序号递补进行计算，计算结果至小数点后第三位，取至第第二位。检验所得化合物百分数总和加上水不溶物，水份（烘失重加残留结晶水或6000C灼烧测定值）之和为99.50%100.40%时，认可分析数据成立。食用盐经1400C烘干后其残留结晶水，以硫酸钙含1/2结晶水，硫酸镁含1个结晶水，氯化镁含2个结晶水，氯化钙含2个结晶水来进行计算。食用盐经1100C烘干后其残留结晶水，以硫酸钙含1/2个结晶水，硫酸镁含2个结晶水，氯化镁含4个结晶水，氯化钙含2个结晶水计算。,6、检验规则6.1组批由相同的加工方法生产的同一等级的，一次交付的产品，构成为一批。6.2食用盐产品出厂前，应由生产厂的检验部门根据本标准逐批进行检验，检验合格后，在包装品内附“质量合格证”，该产品方可出厂。6.3抽样方法和数量按GB/T8618规定执行。6.4食用盐产品质量以产品交付时检测质量为准，当供需双方对产品质量发生异议时，由供需双方共同委托仲裁单位，并根据本标准进行检验和判定。6.5食用盐产品包装的净含量与其标准的质量编号应符合国家颁布的容量包装商品计量监督规定要求。6.6检验结果中如有一项指标（如粒度、白度、不溶性杂质中两项指标）不符合本标准规定，应该抽取同批产品的备用样，拣不合格项目进行质检，若复检仍达不到该类产品最低一级标准，则该批产品判定不合格。,7、包装、标志、运输、贮存7.1食用盐的大包装必须使用内衬聚乙烯膜的纸箱，编织袋、每件重量为25kg或50kg。包装应附合格证，或合格标签、并注明：生产企业名称、地址、产品名称、数量、批号、检验员姓名，。7.2食用盐小包装，可使用聚苯乙烯塑料袋、纸盒、塑料瓶，每件重1000g、500g、250g或250g以下，小包装上必须标清GB7718规定的要素，贴有加碘盐防伪标志。7.3食用盐运输工具必须清洁、干燥、运输途中器具捆扎牢固，确保完好无损。禁止与能导致盐质污染的货物混装。由于运输造成破损和质量下降，应由有关责任方负责。7.4食用盐贮存中应妥善保管，存方仓库要通风，防止雨淋，受潮，堆放的食用盐上有遮蔽，下有隔板。禁止与能导致盐污染的货物共贮。,二、工业盐GB/T5462-20031、范围本标准规定工业盐的技术要求试验方法，检验规则和包装，标志、运输、贮存。本标准适用于工业用的日晒工业盐，精制工业盐。2、规范性引用文件。下列各文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，是随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于标准。,GB/T66821992分析实验室用水规格和试验方法。GB/T86182001制盐工业主要产品取样方法。GB/T13025.3制盐工业通用试验方法水份的测定GB/T13025.4制盐工业通用试验方法水的溶物的测定GB/T13025.5制盐工业通用试验方法氯离子的测定GB/T13025.6制盐工业通用试验方法钙和镁离子的测定GB/T13025.8制盐工业通用试验方法硫酸根离子的测定,3、产品分类正立方晶体或由多个正立方晶体组成的颗粒，按其使用分为日晒工业盐，精制工业盐。分子式：NaCL分子量：58.44（按1997年国际原子量）4、技术要求4.1外观：白色晶体或微黄色、青白色，无与产品无关的明显外来杂物。4.2化学指标工业盐的化学指标应符合表1的规定。,5、取样按GB/T86182001规定。6、试验方发下列方法中所用试剂和水在未注明要求时，均指分析纯试剂和GB/T66821992中规定的三级水。6.1外观的测定目测。6.2水份的测定按GB/T13025.3规定，对于烘失重法测得水份应加上烘后各化合物中残留的结晶水。化合物的计算方发按本标准6。7条规定，残留结晶水以硫酸钙含1/2结晶水，硫酸镁含一个结晶水，氯化镁含2个结晶水，氯化钙含2个结晶水计算。6.3水不溶物的测定按GB/T13025.4规定。6.4氯离子的测定按GB/T13025.5规定。6.5钙和镁离子的测定按GB/T13025.6规定。6.6硫酸根离子的测定按GB/T13025.8规定。6.7氯化钠指标的计算和检验结果的检查由上述各项检验结果得出的单项离子百分含量按表2所列正负离子顺序结合，剩余的氯离子计算出氯化钠的含量。,表二,由以上方发计算出的化合物与水份、水不溶物进行加和，加的结果为99.5%100.4%时可视为检验结果有效。,7、检验规则由相同生产工艺，相同资源生产的一次交付的产品视为一批。检验结果中所有指标都应符合本标准相应等级的要求，否则应降级，如有一项指标不符合本标准最低一级的规定应取该样品的备用样重新测定不符合项，如检验结果仍不符合本标准最低一级的规定，则判定该批产品不合格。工业盐应由生产单位的质量检验部门进行检验，产品出厂时应附有合格证，注明产品名称、规格、生产日期，等级和本标准编号。,8、包装、标志、运输、贮存。工业盐出厂时可以带包装，也可以散装。带包装的产品应在包装上注明产品名称，规格、商标、等级、生产单位以及本标准编号。运输时应有遮盖物，不应与导致产品污染的货物混装。产品存放要防止灰尘及其他杂物污染，防止雨淋。,第五节真空制盐工序综述,真空制盐在全国范围内由于生产条件的不同和原料卤水的差异，各地方各厂的生产工序不尽相同，但是基本的生产工序还是一致的。真空制盐生产基本工序主要有：卤水制备和处理工序；蒸发结晶工序；脱水干燥工序；包装仓储工序；供热工序；输助工序等六大工序。,一、卤水处理工序。卤水根据来源不同，可划分为天然卤水和人工卤水。天然卤水又可分为有钡黄卤、黑卤、盐湖卤水、油气卤水等；人工卤水又可分为硫酸钙型卤水、硫酸钠型卤水。榆林的卤水为硫酸钙型卤水，卤水并不是纯的氯化钠溶液、卤水中还含有许多其他物质，如铁、石膏、芒硝、镁、铅、砷等物质。它们有的会污染食盐，甚至危及人民的身体健康。有的渗入食盐，使盐产品的质量降低。有的发生分解，降低PH值，造成酸腐蚀，有的附着在加热管壁，造成结垢，使生产能力下降，影响生产，同时也可能会影响工人的操作和身体健康，故卤水在进入蒸发系统前，一般要进行卤水处理。卤水处理的目的是确保盐质，有利于稳产、高产，保护设备，保障工人的身体健康。有关卤水处理的具体方法，我们在后面的章节进行专门的讲解。,二、蒸发结晶工序。蒸发结晶工序就是经卤水处理后的净化卤水与电站来的背压蒸汽间进行传热，进行热量交换，由于采用的是真空蒸发，前一效的二次蒸汽和下一效的卤水亦可进行传热，从而进行热量交换，卤水沸腾蒸发后，溶剂以二效蒸汽的形式蒸发出来，而溶质就从溶液中结晶出来。溶液是由两种以上的不同的物质组成的均匀体。根据其状态可分为固态溶液（如不锈钢、铜镍合金），液态溶液（如食盐水、糖水等），气态溶液（如空气等）。我们通常所说的溶液是指液态溶液，常见的是水溶液。饱和溶液是指在一定温度压力下溶剂中所溶解的溶质达到最大量（溶解度）的溶液，此时溶液中的溶质析出速度等于是溶解速度。过饱和溶液中所含溶质的量已超过对应温度压力下溶液中所含溶质的量、部分溶解了的溶质会结晶析出。过饱和溶液处于亚稳定状态，若在其中投入一小粒溶质晶体往往能使过量的溶质在短时间内结晶出来，这种溶液就叫过饱和溶液。一种物质均匀的分散于另一种物质中的过程叫溶解。分散的物质为溶剂，被分散的物质叫溶溶质。,蒸发是液体表面发生汽化或溶液中部分溶剂汽化的现象。蒸发时液体必须从周围吸收热量，温度愈高蒸发愈快，溶液沸腾时蒸发速度是最快的，故工业上大多采用沸腾蒸发。蒸发过程所需的必备条件是热能的不断供给和蒸发的产生的二次蒸汽的不断排除。沸腾蒸发又可加压、常压、负压状态下进行，在负压沸腾蒸发我们称之为真空蒸发。热力学第一定律就是能量的转换和守恒定律。热力学第二定律就是能量的转换过程中具有方向性和不可逆性。蒸发结晶过程热平衡和热力学分析遵循这两个定律。也说明在能量转换过程中热能只能从高温物体向低温物体转换传递，温度越高转换，传递的能力也就越强，并在转换和传递过程中，如不计热损失，则热能在转换前后是守恒的。,三、脱水干燥工序。前已述及制盐蒸发结晶工序排出的物料是盐浆，盐浆的含水量在20%40%之间，脱水干燥工序就是首先利用离心机将含水量在20%40%的盐浆在其高速旋转中使盐水进行分离，得到含水量在3%左右的湿盐，再利用干燥设备，以电站热蒸汽为能源，蒸发掉湿盐中的水份，从而得到含水量为0.3以下的干盐。所以脱水干燥实际分为离心机脱水和干燥两个部分。离心脱水依靠的是离心力将水分离，干燥是热风干燥蒸发水份而得到干盐。从生产的实践中，食用盐加碘也是在脱水干燥工序的湿盐中进行。,四、包装仓储工序。包装仓储工序是把成品盐经皮带传输以后，送至包装车间进行包装计量，然后把包装成品盐入库。包装有大小包装之分，大包装一般为50分斤，也有部分大包装为1000公斤。小包装就是我们在市面上见到的袋、膜装食用盐，有400g、500g、1000g几种类型。仓储就是生产车间将生产出经包装后的成品盐交到仓储部门、仓储部门负责成品盐出入库和成品库房中成品盐的保管与防护等工作。,五、供热工序。供热工序是利用锅炉设备，提供蒸汽，或利用发电后的背压蒸汽向生产系统提供热量。目前国内的制盐企业大都采用热电联产。生产上用的蒸汽和电都属于二次能源。在一般情况下，一次能源煤经锅炉转化成二次能源蒸汽后，蒸汽的压力高一些，其热效率也高一些，故我们选用的锅炉压力也不会很低。但是，制盐生产过程中又是使用压力较低蒸汽做为热源，这就明显存在了蒸汽降低使用问题，这降压过程中能源哪去呢？我们能否利用压力降低做能量发电呢？答案是可以的。我们将锅炉蒸汽先经汽轮发电机发电，然后将背压蒸汽送往制盐当热源，这一工艺我们称为热电联产。这种发电是压差发电，这种发电后的蒸汽叫背压蒸汽。,热电联产是将蒸汽利用两次，提高了热效率，目前国内的大部分真空制盐各厂都建有自备电站，由热电站给制盐提供蒸汽和电力，制盐厂将蒸汽冷凝后的纯净的冷凝水供给热电厂。这样的制盐企业在国内占大部。真空制盐既需要蒸汽作热源，又是需要电作动力的生产单位，热电联产正好能满足这个要求，一举两得。在热电联和模式中，我们要注意以下几个问题。首先是蒸汽和电力的平衡问题，其次是热电站运行的连续性、要求尽可能的连续性生产、最后停产检修用电矛盾的问题要解决。,六、辅助工序制盐生产线的辅助系统包括供水（循环冷却水，直流水）。供电、仪表、机电维修、化验检测分析等。取水一般企业有自备水源井，在热电联产中一般可以实现水平衡，零排放。水在生产运行中可分为生产用水、生活用水。污水等。有专门的生化水系统，软化水处理系统。供电系统配套锅炉和发电机组，通过联络线与当地电网联网运行。目前真空制盐自动化程度相对较高、仪表自动化控制程度也较高，这些也是辅助工序中的重要一环。电工、仪表工、维修工专业性相对较强，在辅助工序中作用也是显著的。化验检测工作是企业产品质量的把关部门，重要性是显而易见的。在以后的章节中，我们要专门对化验和质量检测进行讲解。,第六节真空制盐岗位设置,一、热电厂岗位设置。热电厂岗位设置有锅炉DCS主控岗位，汽机DCS主控岗位，电气运行岗位、输煤岗位。1、锅炉DCS主控岗位该岗位的设置，要求操作工负责锅炉的安全经济运行，掌握锅炉所有设备的结构，性能、用途及汽水管道的走向，负责锅炉运行的调整，确保生产供汽，按规程处理事故，执行岗位巡回检查制度，发现异常应及时上报。2、汽机DCS主控岗位。该岗位的设置，要求操作工熟知汽机本体及附属设备参数特性、工作原理、启停、运行维护、故障处理、熟习汽、水、油系统。同时根据各监视仪表的变化准确判断，根据热气声音、振动、气味及时调整分析，确保汽机安全平稳运行。3、电气运行岗位。该岗位的设置，要求操作工掌握电气设备的运行技术，负责对运行设备进行监测、调整、检查、维护，操作及事故处理。发生异常及时通报电工进行处理。4、输煤岗位。该岗位的设置，要求操作工按操作规程操作行车、负责转煤、输煤、锅炉足量用煤及煤渣的清理工作，同时应合理添加煤中水份，负责煤仓内煤的合理分配。,二、制盐厂岗位设置。真空制盐中制盐个岗位设置有：采卤岗位、卤水处理岗位、制盐DCS主控岗位、离心岗位、干燥岗位、加碘岗位、司泵岗位、循环水岗位、大包装岗位、小包装岗位。1、采卤岗位。该岗位的设置，要求采卤岗位操作工根据生产情况和技术要求合理采卤，采出足量合格的卤水，同时关注卤井的安全运行情况，熟习本岗位所属设备的性能构造、操作方法、参数控制等。对采卤量、卤水氯化钠含量等进行控制。采出合格足量的卤水，对岗位范围内的设备安全运行负责。2、卤水处理岗位。该岗位的设置，要求卤水处理岗位操作工全面掌握卤水净化处理的原理及操作，将卤水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子去除，或把Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子控制在工艺规定的范围之内，为制盐生产线的蒸发系统提供合格的原料卤水。3、制盐DCS控制岗位。该岗位是制盐生产线的核心岗位，此岗位的设置要求操作工负责各效的转料，、排盐、盐浆洗涤以及和离心司泵，加碘，包装等岗位的协调工作。并对该岗位工艺指标如液位、固液比、料液浓度等进行控制，保证蒸发系统安全平稳运行。能排除生产过程中出现的故障，发现超温，超压及时向有关领导汇报。同时负责电脑操作，确保本岗位正常运行。,4、离心脱水岗位。该岗位员工操作工要熟习离心机的工作原理，严格控制离心机进料，对湿盐水份超标负责，密切与主控岗位、加碘岗位、干燥岗位配合、完成将盐浆的离心分离工作，为干燥系统提供3%以下的合格湿盐。5、干燥岗位。该岗位的设置，要求员工严格控制干燥床内主蒸汽压力、床内温度、风压等工艺指标，确保床子不堵塞，畅通无阻，确保旋风除尘和湿式除去器的畅通无阻，密切配合加碘和湿盐皮带岗位，保证将进入干燥床含水量为3%的湿盐