攀成钢-含氯离子的硫酸铵浓缩结晶分离干燥技术课件

攀钢集团成都钢钮有限公司

105nr烧结机头脱硫及烟气治理改造工程

（硫酸钱浓缩结晶部分改造）

技术协议

甲方：攀钢集团成都钢轨有限公司

乙方：南京泰特化工机械限公司

硫酸筱浓缩结晶(改造)技术协议

一，项目改造内容：

1,三效浓缩部分：达到设计处理量：

1),设计图己经交给有设计资质的设计院设计。

2),由于须要浓缩处理的硫酸镀溶液中含有氯离子，因些对三效浓缩系

统中的全部设备及配件均采纳搞氯离子腐蚀的材料。泵和阀采纳衬四氟材料，加

热器采纳石墨材料，蒸发器采纳碳钢制作外壳，内表面衬四氟材料。

3),为了保证蒸发量，加大了加热器的蒸发面积，加热面积分别为：

222

150m、140m,140mo

4),为了降低蒸汽消耗，回收利用热能，在蒸发装置中加装了预热器，

充分利用了三效蒸发器出来的二次蒸汽。

5),在保证蒸发量要求的提前下，降低冷凝水的硫酸核的含量。加大了

蒸发器的规格，一效、二效，三效蒸发器的蒸发直径分别为：01800、02400、02800,

同时也相应增加了蒸发器的高度，消退二次蒸汽中夹带泡沫现象，达到汽液分别

的最佳效果。

6),变更原有冷凝装置，原有装置中将冷凝水和二次蒸汽混合，将大量

的循环水给污染。这次我们将二次蒸汽走冷凝器的管程，冷却水走冷凝器的壳程。

这样，蒸发出的水和循环水走不同的管路，避开了循环水的污染。

7),原有装置主要是针对食品，制药料液的浓缩，设备的高度较高，不

能达到料液在蒸发过程中能循环的效果，因此硫酸镂简单在加热器中结晶、堵管。

这次变更了加热器的结构，适合高浓度料液的蒸发浓缩，同时也降低了整套装置

的安装高度，便于设备的安装和今后的设备检修。

8),由于设备结构的变更，设备安装完成后下部空间较大，便于以后进

料泵、循环泵、出料泵、水泵等设备的检修和配件的更换。

2,结晶部分：达到硫酸钱结晶分别的效果。

1),现有结晶器的设备不合理，主要表现在：A,冷却水的冷却面积较

大，达不到快速降温柔结晶的效果。B,出料口和出料阀设计不合理，常常造成

堵塞。C,结晶器未设计溢流口，使结晶器中上舒的低浓度硫酸镀溶液也进入离

心机分别，根本达不到分别的效果。D,结晶器出料是用泵出料干脆输送到离心

机，由于出口压力较高，部分硫酸筱晶体穿过滤网，造成分别量少，并且含水量

较高。

2),改进方法：A,在结晶器现有夹套的上套再加装一个夹套，加大结

晶器外部的冷却面积cR.出料口的管口改为平管口.出料阀采纳卜展式放料阀■

避开硫酸镀晶体在出料口处的堵塞。C,在结晶器的中上部加装溢流口，使上部

低浓度的硫酸镀溶液返回蒸发器，不进入离心机分别，达到提高分别量的效果。

D,在离心机的上部加装一台缓冲罐，让从结晶器下部出料泵输送来的硫酸钱过

饱和溶液先在缓冲罐缓冲，然后自然流到离心机进行分别，这样就能保证分别效

果。

3,浓缩部分的工艺参数进现有中控系统：流量、温度、压力等参数。

1),在进料部/立，加装了二台流量计，一台是现场限制和显示，另一台

是给中控系统输入流量信号，在中控系统中显示。

2),在一、二、三效蒸发器上，安装了现场显示的温度，真空度的仪表,

同时也有一套传感器系统，进入中控系统。

4,设备的现场限制及现场出料测定和自控部分：

1),全部动设备都能在现场实行限制。

2),在三效蒸发器中安装了在线密度仪，当达到出料浓度后，在线密度

仪限制出料泵自动出料到结晶器，硫酸铉溶液在结晶器中结晶达到要求后，自动

限制出料阀，出料到离心机分别进行分别。

5,本装置为异地新建。

6,在三效蒸发器的平台下部，设置一间限制室，放置电源柜和限制柜。

全部设备都在操作现场限制。

7,冷凝水用原有供水系统。但冷凝水的限制在新建三效浓缩装置的现场

限制。

8,蒸汽、循环冷却水接到红线范围内米，电源接到三效浓缩设备的总

电源柜。

9,结晶器的位置仍在原地。改动的部位有：1),加大结晶器的冷却夹套。

2),在结晶器的中间加装溢流口，排出低浓度的硫酸镂溶液。3),现在出料口改

为平口，和结晶港的下封头水平，同时将出料阀改为上展式放料阀。4),在结晶

器和离心机之间加装一台缓冲罐，并且安装在离心机的上部，保证缓冲罐的•琉酸

铉溶液能自然流入离心机。5),相应配套管线的改造，现在结晶器到离心机的管

径太小，须要加到DN80。

10,红线范围内的排水、排污和照明。

11,三效浓缩设备的土建和基础。我们公司已经按你们供应的地质勘探

报告，托付设计院设计。

二，技术要求：1)处理量的要求:

项目单位数据

处理量m3/h12

每天工作时间h20

其中：硫酸铉%20

氯离子含量

PH5-6

蒸发量mVh9.6

温度℃常温

2）工艺技术要求

（1）冷凝水水质：冷凝水的含盐量不大于10%。

（2）装置的设计须要考虑此种水质的特性，对装置设备进行针对设计，保

证装置的机械清洗周期大于10天。同时也要保证三效蒸发器蒸发室内

有足够的高度，防止物料起泡及蒸发携带引起的冷凝水水质超标。

（3）防冻措施：本装置需考虑必要的防冻措施及停运时的防冻措施，以保

证各单元处理设施冬季正常运行。

（4）本装置汽耗比不大于0.4；（每蒸发一吨的水，蒸汽消耗量不大于0.4

吨）

三，设计和验收依据

执行与三效蒸发器相关的国家、行业现行有效的设计、施工标准和规范，采

纳最新有效版本。

压力容器执行相关的国家、行业现行有效的设计、施工标准和规范，采纳最

新有效版本。

包括但不限于如下标准：

《压力容器平安技术监察规程》国家质量技术监督同1999年

《钢制压力容器》GB150

《钢制压力容器-分析设计标准》JB4732

《压力容器法兰》JB4700-4707

《衬里钢壳设计技术规定》HG/T20678

《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592-20635

《钢制人孔和手孔》HG/T21514-21535

《不锈钢人、手孔》HG21594-21604

《钢制压力容器用封头》JB/T4746

《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709

《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708

《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744

《承压设备无损检测》JB/T4730.1〜.6

《压力容器用钢锻件》JB4726〜4728

《鞍式支座》JB/74712

《腿式支座》JB/?4713

《支承式支座》JB/T4724

《耳式支座》JB/74725

《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709

《压力容器涂敷与运输包装》.JB/T471I

《压力容器平安技术监察规程》(劳锅字(1990)8号)

《压力容器设计单位资格管理与监督规则》(劳锅字(1992)12号)

《压力容器无损检验》JB4730

《压力容器油漆、包装、运输》JB2532

《钢制化工容器设计基础规定》HG20580

《钢制化工容器材料选用规定》IIG20581

《钢制化工容器强度计算规定》IIG20582

《钢制化工容器机构设计规定》HG20583

《钢制化工容器制造技术要求》HG2O584

《换热潜学会标准一蒸汽表面冷凝器标准》HEI

《管式换热器制造商学会标准》TEMA

《管式换热器》GB151

四，方案选择：

1,本系统的工艺流程如下：

冷凝液部分：

原料一原料泵一预热器f一效一二效一三效T冷凝器一液封槽一排出。

固料部分：

三效蒸发器一出料一结晶釜一离心机一干燥机一包装机

2,采纳三效蒸发浓缩设备，工艺流程见附图。

3,硫酸锈溶液通过进料泵经流量计进入预热器后，再进入一效加热器，在

一效蒸发器内进行蒸发，蒸发出的二次蒸汽供二效加热器运用，由于真空作用，

一效蒸发器蒸发过的溶液进入二效加热器再次加热并进入二效蒸发器进行蒸发，

在二效蒸发过程中，考虑到有部分晶体析出，因此在二效蒸发器下部加装一台强

制循环泵，避开结晶的物料粘附到加热管的内壁上。达到肯定浓度后的溶液进入

三效蒸发器再次蒸发，同样缘由三效蒸发器也加装了一台循环泵。

过饱和的物料在三效蒸发器的下部通过出料泵进入结晶釜完结晶。

结晶完成后进入离心机分别出硫酸钺晶体，分别出的溶液回到蒸发器接着蒸

发浓缩。（用原有装置）

将硫酸镀晶体通过气流干燥达到含水要求后，再用包装机组进行包装，得到

每袋50公斤的成品硫酸铉。（用原有装置）

蒸发出的水和汽通过预热器、冷凝器后进入液封槽，再通过水泵排走。

五，设备材料的选择：

由于须要蒸发浓缩的硫酸锈溶液中含有部分氯离子，因此材料选择特殊重

要，具体选择见列表。

六，工艺参数：一效加热器的蒸汽压力0.3—0.4Mpa,一、二、三效蒸发器

的蒸发温度分别为100—110℃、85—95℃、65-75℃,一、二、三效蒸发器的

真空度分别为-0.02—OMpa、-（）.05—-0.06Mpa、-0.08--0.09Mpao

七，设备说明及价格

A：三效浓缩设备说明：

1）、加热器：

一、二、三效加热器采纳石墨加热器，加热面积分别为：150n?.140m2,

2

140mo二、三效加热器壳程防腐处理。

2）、蒸发器：蒸发器采纳碳钢制作，内表面对四氟材料。蒸发器设有人孔、

视孔、温度计、真空表等装置。

3）、预热器：预热器采纳石墨材料，预热器的面积为：80m2o壳程防腐处

理。

4）、进料泵：采纳材质为氟塑料的泵为进料泵。

5）、循环泵、循环出料泵：

循环泵、循环出料泵，要求密封良好，耐温，保证在负压状态下，能使高

浓度物料或结晶物料连续出料工作，材质为氟塑料。

6）、冷凝器：采纳石墨材料，冷却面积有200m，

7）、液封槽：采纳316L不锈钢材料，容积为2000L。

8）,真空机组：采纳水环式真空泵。

9）,结晶釜：采纳原有结晶器，配套冷凝器和真空泵，保证真空结晶。

10）、工艺配件：工艺管道采纳316L等材质。

11）、仪表：全部压力、温度、真空用传感器检测，数字集中显示。

B：分别设备说明：利用现有设备。

C:流化床干燥设备:利用现有设备。

D：自动包装机：利用现有设备。

2,项目投资估算及设备价格（单位：万元）

设备名称规格材料数量单价总价备注

A：三效浓缩

进料泵IHF65氟塑料40.83.2二台备用

流量计Q-12氟塑料10.60.6现场显示

流量计CS-12钛材14.24.2进中控系统

预热器8()ma石墨112.812.8壳程防腐

一效加热器150m2石墨119.519.5

二效加热器140m2石墨122.422.4壳程防腐

三效加热器140m2石墨122.422.4壳程防腐

一效蒸发器DN1800衬四氟112.512.5

二效蒸发器DN2400衬四氟118.718.7

三效蒸发器DN2800衬四氟132.232.2

循环泵FJX300氟塑料29.619.2

出料泵IHF65氟塑料20.81.6

冷凝器200m2石墨126.026.0

液封槽2000L316L18.68.6

分别液罐2000L316L18.68.6

真空机组SK-2027.815.6一■台备用

管道316L25.0

水泵1HF40氟塑料20.71.4

阀门氟塑料4.2

温度压力仪表5.5进中控，现场显示

电控柜7.5包括电线

B：结晶部分

结晶器改造22.04.0釜体和出料等

上展式放料阀DN80316L20.71.4

限制阀DN803I6L40.41.6

冷凝器50m2石墨18.08.0

液封槽2000L316L18.68.6

真空机组SK-1213.63.6

管道316L8.0

水泵IHF40氟塑料20.71.4

限制柜10.6

C：现场自控

在线密度仪TA218.58.5

自控阀DN80衬四氟61.27.2

限制柜11.51.5

D：分别设备用现有

E：干燥设备用现有

F：包装设备用现有

G：土建等15.0暂定

技术服务费10.0

钢平台12.0

安装费30.0

设备保温4.5

设备运费6.5

项目总价394.1

八，能量耗量：每小时蒸发9.6吨的水，水电汽的消耗:

名细单位消耗备注

蒸汽kg/h3500

循环水M3/h150-200冷凝器、结晶器用

电：

1,进料泵kw7.5

2,循环泵kw22.0X2

3,出料泵kw7.5

4,水泵kw4.0X2

5,真空机组kw45.0+22.0

6,离心机kw

7,干燥机kw

8,包装机kw

九，配套说明：进料口、电源、循环水应联接到相应设备的相应部位。蒸汽

管线为DN80,蒸汽压力为0.3-0.4Mpa。进料口为DN65,循环水进口为DN200,

电容量按150KW配套。进、出料泵，环循泵，水泵等实行现场限制，温度、压

力、真空度操作室集中限制。

十，供应的文件资料

（1）工艺、管道全套施工图设计资料二份。

（2）设备图各二份。

（3）设计条件二份：A,用电负荷表B,仪表、电气限制条件

（4）设备随机资料

（5）操作说明和维护手册

上述文件同时供应电子文件一份。

H^一，占地：长义宽义高=14米X7米X10米。

十二，技术培训：

为了保证三效蒸发器交付运用后能正常运行，运用方技术人员对系统和设备

可以进行必要的维护保养，并能刚好解除一些常见故障