烟气副产硫酸铵稀溶液，浓缩结晶出颗粒硫酸铵化肥

蒸发结晶设备

设计范例:

(1).工艺采用三效蒸发结晶系统，设计处理量按110%的考虑。

(2).管道及配件、阀门材质均为316L，管径≥DN80时管道阀门用闸阀；管径＜DN80时管道阀门用球阀。

(3).本套装置安装在框架内

硫铵稀溶液调整PH值后进入蒸发器,蒸发浓缩采用二效流程。

要点一: 从能耗的角度，采用外循环蒸发器加结晶器，具有动力消耗低、清洗简单，便于操作的特点。根据出料温度的不同要求，可采用顺流操作操作。稀溶液首先经冷凝水预热后进蒸发器，充分利用了高温冷凝水的热量。各效夹套冷凝水预热溶液，其余冷凝水由泵排出，锅炉回用或排放。经蒸发后的浓缩液由泵排出到下工段。

所需费用低，且系统简单。

要点二: 设备计算,循环量的计算,体循环量和生长容积, 可溶性盐的浓度控制，不易产生结疤现象,可以根据沉降速度和母液中盐含量，使蒸发器内的晶体达到理想状态。

要点三:综合考虑生产工艺的顺畅和实际情况,对容易产生问题的地方有恰当的解决方式, 烟气湿法脱硫问题一,前边除尘不彻底,溶液中带入杂质灰尘.

要点四: 硫酸铵结晶颗粒小,母液中的结晶硫酸铵造成损失,包括重结晶的能耗损失和后面干燥的收尘损失两个方面

要点五: 设备质量保证期,材质选择主要考虑设备的使用期限12-15年,由于溶液含有氯离子,设备材质需要耐氯离子腐蚀,所以设备用316L不锈钢.一二效可以考虑使用钛管.

蒸发器,蒸发浓缩采用二效顺流流程，稀溶液首先由泵输送到冷凝水预热器，然后进入一效蒸发器。经一效蒸发后进入到二效蒸发器，经二效蒸发器浓缩的悬浮溶液由泵排出到结晶器。冷凝水从一效依次到第二效逐级闪蒸，{zh1}由冷凝水泵排出。蒸汽压力0.6Mpa，

 其中二效为强制循环蒸发器(FC蒸发结晶器)是依靠外加力——循环泵使液体进行循环。它的加热室有卧式和立式两种结构，液体循环速度大小由泵调节。根据分离室循环料液进出口的位置不同，它又可以分为正循环强制蒸发器及逆循环强制蒸发器，循环料液进口位置在出口位置上部的称为正循环，反之为逆循环。逆循环强制蒸发器具有更多优点。

    液体在加热管内的循环流速通常在2.0~3.0米/秒范围之内(当悬浮液中晶粒多,所用管材硬度低，液体粘度较大时，选用低值)，加热管可以是立式单程、立式双程、卧式单程、卧式双程，后两者者设备总高较小但管子不易清洗且易磨损管壁。

    循环泵的扬程要与循环系统的阻力匹配，一般是流量大扬程低。 

特点：

优点：传热系数大、换热面积小、抗盐析、抗结垢、适应性强、易于清洗；

计算:

稀溶液进料量为4800Ｋｇ／ｈ，进料浓度按25％，硫酸铵产量按1000Ｋｇ／ｈ（含湿量１％），蒸发水量为3800Ｋｇ／ｈ，设定稀溶液的温度为35℃，经冷凝水预热器预热到６０℃

出料温度： 50-60℃, 冷却水进口温度： 32℃  冷却水出口温度：45 ℃

各效加热面积的计算：考虑一定的富裕系数，则各效面积为：

Ⅰ效：蒸发需面积：取传热系数为1500Ｗ／ｍ^２ｋ

计算面积55ｍ^２考虑管路中的不确定因素取Ａ_１＝70ｍ^２　

同理Ⅱ效：蒸发所需面积：取传热系数为1500Ｗ／ｍ^２ｋ

Ａ_２＝70ｍ^２　

预热器的计算：20 m²

冷凝器的计算:末效蒸发液条件：蒸水量  1300KG/h  出料温度： 65-60℃

考虑末效沸点升高: 5℃度左右

冷却水量的计算：设定冷却水进口温度30℃，出口温度40℃。

按蒸发量大一些考虑富裕量,所以

冷却水需要量：Ｌ＝ ＝84ｍ^３

考虑1.4倍富裕

冷却水需要量取120ｍ^３／ｈ        

冷凝器能量衡算：

Q=q _m1Cp₁(T₁-T₂)

     Q=KA[(T-t)₁-(T-t)₂]/[ln((T-t)₁/(T-t)₂]

冷凝器面积应该大于等于末效换热面积,按此处条件依经验值可以考虑

冷凝器面积100ｍ²

真空泵计算：系统泄露空气量

系统容积：按外循环蒸发器计算10ｍ^３

空气泄露量：2ｋｇ，取G1=4ｋｇ/h

冷却水放出空气量:2.4ｋｇ/h

空气排气体积：Ｖ1＝58ｍ^３／ｈ

(P真空泵吸引压力Pa,t, 冷凝器出口温度P0常压,)

未冷凝二次汽按０.2％的二次蒸气量计算

总排气体积：Ｖ＝103ｍ^３／ｈ

考虑一定的富裕系数,抽气量选120以上ｍ^３／ｈ,工作水温 30^oC

真空泵选择：真空泵，抽气量100ｍ^３／ｈ.

其他:蒸发器及结晶器采用液位自动控制，操作简单可靠运行稳定。

 DTB蒸发结晶机是一种高效结晶设备，物料温度可控，其独特的结构和工作原理决定了它具有传热效率高、配置简单、操作控制方便、操作环境好等特点。

循环泵的选择

配备大流量、低转速的导流泵轮和大流量、低扬程、低转速的轴流泵作为循环动力，可以使物料均匀闪蒸、避免产生大量细晶核。并防止了循环晶浆中的晶粒与循环泵的叶轮高速碰撞而出现大量二次成核现象。

换热管内阻力计算：

雷诺数流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。管道雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态。

管内流速U =2m/s

粘度μ密度ρ=1200kg/m³

雷诺数Re＝dvρ／μ

考虑循环管道的阻力

磨擦系数λ=0.037

列管管内压力降△P2=500-1000Pa

循环管长度6米,∑P=循环管内压力降△P1+列管管内压力降△P2=2000-3000Pa左右

所以循环泵Q=550m³H=3-4米

从溶解度曲线的数据得出的对设备选型的参考:硫铵属于易浓缩结晶的物质，在此区间适合蒸发结晶的形式。

一、     数据处理: 一效蒸发前组成before evaporator

数据处理: 蒸发后组成after evaporator

 Condense to 34.34        

数据处理: 二效蒸发后组成after evaporator Condense to 54.5%

氨法烟气脱硫投资规模：
电厂氨法脱硫是典型的气－液反应，投资少见效快,比石膏法,镁法有相当的成本优势.

大型锅炉氨法脱硫:适合有氨气的地区

烧结机氨法脱硫:针烧结烟气特点，结合利用炼焦氨气，同时实现了脱硫脱氮.

氨法工艺的效益:按硫铵价格650元/吨,当燃烧高硫煤时,效益相当好,一般地说有50-150元/吨的赢利,当然环保不需要计较这点毛毛雨.

编辑：安晓刚             邮箱：cnclay2000@yahoo.com.cn

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