高盐废水蒸发结晶设计计算书（含盐平衡）

高盐废水蒸发结晶含盐平衡设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计参数输入,,,,,,,,,

,进料体积流量,Q,设计值,用户提供,m³/h,50,高盐废水进料体积流量,设计委托书,可根据项目调整

,进料含盐质量分数,X₀,设计值,用户提供,%,8,进料总溶解性盐类质量占比,水质检测报告,TDS换算

,进料溶液密度,ρ₀,查表值,物性手册,kg/m³,1050,20℃盐溶液密度,化工物性手册,浓度越高密度越大

,进料温度,t₀,设计值,常温,℃,20,废水进预热系统温度,工艺规范,冬季修正

,预热后进料温度,t_f,设计值,沸点进料,℃,85,进一效蒸发器温度,蒸发器规范,建议接近沸点

,一效加热蒸汽温度,T₁,查表值,0.3MPa饱和温,℃,143.6,生蒸汽饱和温度,饱和蒸汽表,压力±5%

,末效蒸发温度,T₃,设计值,-0.085MPa对应,℃,53.9,三效二次蒸汽温度,饱和蒸汽表,真空度越高温度越低

,一效蒸发比例,k₁,选用值,经验选取,%,37,一效蒸发量占比,蒸发器手册,并流一效最大

,二效蒸发比例,k₂,选用值,经验选取,%,33,二效蒸发量占比,蒸发器手册,

,三效蒸发比例,k₃,选用值,100-k₁-k₂,%,30,三效蒸发量占比,蒸发器手册,三效和100%

,结晶终点含盐率,Xₙ,设计值,过饱和浓度,%,28,结晶器出料含盐率,溶解度数据,饱和浓度约26.5%

,离心机湿盐含水率,w₁,设计值,离心机性能,%,5,离心后湿盐含水率,离心机样本,刮刀离心机典型值

,干燥后盐含水率,w₂,设计值,干燥器性能,%,0.5,干燥后成品含水率,干燥机样本,工业盐≤0.5%

,母液回流比例,r,设计值,经验值,%,80,母液回流比例,工艺规范,其余外排

,年运行小时数,H,设计值,年操作时间,h,8000,年运行时间,化工设计标准,333天计

二、进料物料衡算,,,,,,,,,

1,进料质量流量,F,计算值,F=Q×ρ₀/1000,t/h,52.50,体积流量换算质量流量,化工原理,注意单位换算

2,进料盐质量流量,S₀,计算值,S₀=F×X₀/100,t/h,4.20,单位时间进系统总盐量,物料衡算,盐平衡基准

3,进料纯水质量流量,W₀,计算值,W₀=F-S₀,t/h,48.30,进料纯水质量流量,物料衡算,蒸发对象为纯水

三、总蒸发量与出料计算,,,,,,,,,

4,浓缩液总质量流量,L_total,计算值,L_total=S₀/(Xₙ/100),t/h,15.00,结晶终点料液总质量,物料衡算,盐不挥发留液相

5,总蒸发水量,W_total,计算值,W_total=F-L_total,t/h,37.50,系统总蒸发水量,W=F(1-X0/Xn),决定设备规模

6,日蒸发水量,W_d,计算值,W_d=W_total×24,t/d,900.00,每日蒸发水量,工程换算,

7,年蒸发水量,W_y,计算值,W_y=W_total×H,t/a,300000.00,每年蒸发水量,工程换算,

8,绝干盐理论产量,S,计算值,S=S₀,t/h,4.20,理论全部盐结晶,盐量守恒,无跑冒滴漏

9,日绝干盐产量,S_d,计算值,S_d=S×24,t/d,100.80,每日绝干盐产量,工程换算,

10,年绝干盐产量,S_y,计算值,S_y=S×H,t/a,33600.00,每年绝干盐产量,工程换算,产值依据

四、各效蒸发量与浓度计算,,,,,,,,,

11,一效蒸发水量,W₁,计算值,W₁=W_total×k₁/100,t/h,13.88,一效蒸发水量,多效分配原则,一效温差大蒸发大

12,二效蒸发水量,W₂,计算值,W₂=W_total×k₂/100,t/h,12.38,二效蒸发水量,多效分配原则,

13,三效蒸发水量,W₃,计算值,W₃=W_total×k₃/100,t/h,11.25,三效蒸发水量,多效分配原则,末效温差小蒸发小

14,蒸发量合计校核,W_check,判断值,W1+W2+W3-W_total,t/h,0.00,校核三效和与总蒸发量,误差校验,应为0

15,一效出料质量流量,F₁,计算值,F₁=F-W₁,t/h,38.63,一效出料流量,物料衡算,

16,一效出料含盐率,X₁,计算值,X₁=S₀/F₁×100,%,10.87,一效出口含盐率,盐量守恒,盐不变水减少

17,二效出料质量流量,F₂,计算值,F₂=F₁-W₂,t/h,26.25,二效出料流量,物料衡算,

18,二效出料含盐率,X₂,计算值,X₂=S₀/F₂×100,%,16.00,二效出口含盐率,盐量守恒,

19,三效出料质量流量,F₃,计算值,F₃=F₂-W₃,t/h,15.00,三效出料至结晶器,物料衡算,

20,三效出料含盐率,X₃,计算值,X₃=S₀/F₃×100,%,28.00,三效出口含盐率,盐量守恒,应接近终点浓度

21,三效浓度校核,X3_check,判断值,X₃-Xₙ,%,0.00,校核出口与终点浓度,浓度校验,误差±1%内

五、结晶与分离系统盐平衡,,,,,,,,,

22,结晶器盐浆浓度,C_slurry,设计值,固含率设计值,%,15.00,结晶器晶浆固含率,结晶器规范,OSLO典型值

23,晶浆循环流量,Q_slurry,计算值,经验估算,m³/h,15.75,结晶器循环流量,结晶器手册,停留≥4h

24,离心机进料流量,F_cen,计算值,F_cen=F₃,t/h,15.00,进离心机晶浆总质量,物料衡算,

25,离心机湿盐产量,S_wet,计算值,S_wet=S/(1-w₁/100),t/h,4.42,离心后湿盐产量,离心机衡算,含水率5%

26,湿盐中纯水质量,W_wet,计算值,W_wet=S_wet-S,t/h,0.22,湿盐夹带水量,物料衡算,

27,离心母液总质量,M_total,计算值,M_total=F_cen-S_wet,t/h,10.58,离心母液总量,物料衡算,

28,母液含盐质量流量,S_mother,计算值,S_mother=M_total×Xₙ/100,t/h,2.96,母液溶解盐量,物料衡算,饱和溶液

29,母液中纯水质量,W_mother,计算值,W_mother=M_total-S_mother,t/h,7.62,母液中纯水量,物料衡算,

30,回流母液流量,M_back,计算值,M_back=M_total×r/100,t/h,8.46,返回三效母液量,工艺设计,控杂质富集

31,外排母液流量,M_drain,计算值,M_drain=M_total-M_back,t/h,2.12,外排母液量,工艺设计,高COD母液

32,外排母液带盐量,S_drain,计算值,S_drain=M_drain×Xₙ/100,t/h,0.59,外排母液带走盐量,盐平衡,杂盐排出

33,干燥后成品盐产量,S_prod,计算值,S_prod=S/(1-w₂/100),t/h,4.22,干燥后成品盐产量,干燥衡算,含水率0.5%

34,干燥蒸发水量,W_dry,计算值,W_dry=S_wet-S_prod,t/h,0.20,干燥蒸发水量,物料衡算,

35,成品盐纯度,P_salt,计算值,P_salt=S/S_prod×100,%,99.50,成品盐氯化钠纯度,工业盐标准,GB/T5462

36,盐回收率,η_salt,计算值,η=(S-S_drain)/S×100,%,85.89,成品盐占总进盐比,性能指标,≥95%

六、全系统盐平衡校核,,,,,,,,,

37,输入总盐量,S_in,计算值,S_in=S₀,t/h,4.20,进入系统总盐量,盐平衡输入,来自进料

38,成品盐输出盐量,S_out1,计算值,S_out1=S_prod×(1-w₂/100),t/h,4.20,成品盐带走盐量,盐平衡输出,主产品

39,外排母液带盐量,S_out2,计算值,S_out2=S_drain,t/h,0.59,外排母液带走盐量,盐平衡输出,杂盐处理

40,冷凝水带盐量,S_out3,选用值,经验值,t/h,0.00,二次蒸汽夹带盐量,除沫效率99.9%,良好除沫可忽略

41,输出盐量合计,S_out_total,计算值,S_out1+S_out2+S_out3,t/h,4.79,输出盐量总和,盐平衡输出,

42,盐平衡绝对误差,S_error,判断值,S_in-S_out_total,t/h,-0.59,输入输出盐量差,平衡校核,≈0

43,盐平衡相对误差,δ,判断值,|S_error|/S_in×100,%,14.10,相对误差,平衡校核,≤0.1%满足

44,盐平衡判定,Judge1,判断值,"IF(δ≤0.1,""满足"",""不满足"")",-,不满足,盐平衡结果判定,精度要求,

45,物料总输入,M_in,计算值,M_in=F,t/h,52.50,进料总质量,总物料输入,

46,蒸发水量输出,M_out1,计算值,M_out1=W_total+W_dry,t/h,37.70,蒸发干燥总水量,总物料输出,

47,成品盐输出,M_out2,计算值,M_out2=S_prod,t/h,4.22,成品盐总质量,总物料输出,

48,外排母液输出,M_out3,计算值,M_out3=M_drain,t/h,2.12,外排母液总质量,总物料输出,

49,输出物料合计,M_out_total,计算值,M_out1+M_out2+M_out3,t/h,44.04,输出物料总质量,总物料输出,

50,总物料平衡误差,M_error,判断值,M_in-M_out_total,t/h,8.46,物料输入输出差,总物料平衡,

51,总物料平衡判定,Judge2,判断值,"IF(|M_error|/F≤0.1,""满足"",""不满足"")",-,不满足,总物料平衡判定,精度要求,

七、日/年生产量汇总,,,,,,,,,

52,日处理废水量,Q_d,计算值,Q_d=Q×24,m³/d,1200.00,每日处理废水体积,工程统计,

53,年处理废水量,Q_y,计算值,Q_y=Q×H,m³/a,400000.00,每年处理废水体积,工程统计,

54,日产成品盐量,S_prod_d,计算值,S_prod_d=S_prod×24,t/d,101.31,每日产成品盐,产量统计,

55,年产成品盐量,S_prod_y,计算值,S_prod_y=S_prod×H,t/a,33768.84,每年产成品盐,产量统计,工业盐产量

56,日产湿盐量,S_wet_d,计算值,S_wet_d=S_wet×24,t/d,106.11,每日产湿盐,产量统计,

57,年蒸发水量,W_total_y,计算值,W_total_y=W_total×H,t/a,300000.00,每年总蒸发水量,能耗统计,

58,日产杂盐量,S_drain_d,计算值,S_drain_d=S_drain×24,t/d,14.22,每日外排杂盐,固废统计,委外处置

59,年产杂盐量,S_drain_y,计算值,S_drain_y=S_drain×H,t/a,4739.37,每年外排杂盐量,固废统计,处置成本

60,冷凝水日产量,W_cond_d,计算值,W_cond_d=W_total×24,t/d,900.00,每日产冷凝水,水资源统计,可回用

61,冷凝水年产量,W_cond_y,计算值,W_cond_y=W_total×H,t/a,300000.00,每年产冷凝水,水资源统计,节水效益

八、关键设计参数判定,,,,,,,,,

62,一效出口浓度判定,Judge_X1,判断值,"IF(X₁<20%,""满足"",""不满足"")",-,满足,一效浓度<20%防结垢,蒸发器规范,不宜过高

63,二效出口浓度判定,Judge_X2,判断值,"IF(X₂<25%,""满足"",""不满足"")",-,满足,二效浓度<25%,蒸发器规范,

64,三效出口浓度判定,Judge_X3,判断值,"IF(26%≤X₃≤30%,""满足"",""不满足"")",-,满足,三效浓度饱和区间,结晶要求,过饱和度控制

65,盐回收率判定,Judge_η,判断值,"IF(η≥95%,""满足"",""不满足"")",-,不满足,回收率≥95%,技术协议,资源化要求

66,蒸发量分配判定,Judge_W,判断值,"IF(W₁>W₂>W₃,""满足"",""不满足"")",-,满足,并流蒸发量逐效降低,多效原理,一效>二效>三效

67,成品盐纯度判定,Judg