元明粉生产常遇见的管垢及处理方法的研究.pdf

第45卷
中国井
盐
vol45
CHINA WELL AND ROCK SALT
元明粉生产常遇见的管垢及处理方法的研
马运龙,赵毅
(南风化工集团股份有限公司,山西运城044000
摘要:文章对元明粉生产中常遇见的NaCI、NaSO4、CaSO4、CaCO,、MgCO等管垢形成的原因进行了研
究,提出了各种管垢的处理方法及预防措施。
关键词:元明粉;蒸发;结垢;处理方法
中图分类号:TS35
文献标识码:B
文章编号:1001-0335(2014)03-0007-03
Study on the Pipe Scale and Treatment Method Often Met in the Production
of Anhydrous Sodium Sulfate
Ma Yunlong Zhao Yi
( Nanfeng Chemical Industry(Group)Co. Ltd. Yun Cheng Shanxi 044000
Abstract: This paper studies the reasons for the formation of Nacl, Na S0, Caso Caco, Mgco; pipe seale in the production
of anhydrous sodium sulfate and proposes the treatment methods and prevention measures.
Key words: anhydrous sodium sulfate, evaporation, scaling, treatment
中国元明粉生产按地域划分,可分为四大块。以上。所以,在元明粉生产过程中,如何及时消除垢
山西运城依托内陆盐池的水硝加工基地、四川成层,对提高蒸发强度,增加产品产量,降低生产成本
都平原钙芒硝生产基地,江苏洪泽深层矿井对流非常重要。
开采生产基地、内蒙古、甘肃等地表矿生产基地
本文对元明粉生产中常遇见的NaCI、Na2SO、
四大基地生产元明粉工艺不外乎两种,即以运城CaSO4、CaCO3、MgCO等管垢形成的原因进行了研
为代表的四效顺流蒸发工艺;另一种以四川为代究,提出了各种管垢的处理方法及预防措施。对元
表的五效逆流蒸发工艺。因各地硫酸钠矿的形明粉生产提高产量、降低成本、提高产品在市场上
成、结构、位置不同,原料中杂质钙、镁离子及氯离竞争能力大有好处。
子的含量不同,但在蒸发过程中形成的加热室列管结
垢大都含有NaCl、NaSO4、CaSO4、CaCO3、MgCO3等。
元明粉生产常遇见管垢形成的原因
加热室列管结垢会导致列管堵塞,传热面积降
在蒸发过程中,随着硝液的液缩及NaSO4结晶
低,同时垢层热阻对传热系数值的影响很大,据有
的析出,溶液中Na2SO4的含量逐渐降低,Ca2+、Mg2
关资料介绍,垢层达5mm时,传热系数会降低50%CI的含量逐渐增加。从相图上可以看出,若系统进
作者简介:马运龙(1964-),男,山西运城人,工程师,长期从事盐化工生产与研究。
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由以上趋势图得出:改造后平均粒度为9672%,改粒度的主要因素有:料液过饱和度、固液比、循环流
造前93.38%提高了334个百分点;粒径在022mm(70速、停留时间、工艺流程的选择等。因此,要提高企
目)以上平均占总量的7373%,比改造前45.7%提高了业经济效益,生产出符合多种要求的盐产品,通过
28.03个百分点;粒径在03mm(60目)以上平均占总量对设备、工艺控制及操作方法进行适当的改进和控
51.03%,比改造前252%提高了2583个百分点。从以上制是可以实现的。
粒度趋势图和各效固液比趋势图的对比可以看出,改造
后,产品粒度有了明显提高。同时我们还发现,当I~IⅣ参考文献
效固液比控制在20%~30%之间时,盐的粒度最好,进
1]丁绪准.工业结晶[M].化学工业出版社,1985
步证明了固液比的控制对盐的粒度有影响。
4结论
(收稿?期:2013-12-02)
(编辑/林梅影
通过以上分析,可见真空制盐生产中影响结晶
2014年5月第3期7
马运龙等:元明粉生产常遇见的管垢及处理方法的研究
入钠镁硫酸盐的结晶区,即会出现3NaSO2MgSO2同,可采用水洗法、机械除垢或化学药物除垢法。
(白钠镁矾)结晶,白钠镁矾结晶颗粒细小,在粘度2.1NaCl和NaSO管垢的处理方法
较大的硫酸钠溶液中不易沉降,很容易附着在加热
NaC和NaSO溶解度大,本身易溶于水,属于
管管壁上,为硫酸钙、硫酸钠、氯化钠结垢沉于管上可溶性管垢,在正常生产中若出现这种结垢,因其
打下了“良好”的基础,若控制不当,就会引起大面垢层较薄,故可定期(一般周期可定为8h、12h)用冷
积的结垢甚至堵管。
凝水或软水进行水煮除垢。方法是:将冷凝水或软
2NAC1
水打入各效蒸发罐正常液位,然后用压力为
0.35MPa生蒸汽煮沸30~40分钟后,停止生蒸汽,将
3NA,SO, .Meson
洗水排尽后予以清除。
但是,若因为操作失误或其它原因使结垢层较
厚(2mm)左右时,虽为可溶性垢层,但因致密结垢层
Na:SO:MESO . 5H,o
的溶解速度很小,要通过水煮来清除管垢却并不可
行,必须用5%的盐酸加缓蚀剂对垢层进行处理(处
Mgso. H20
理方法与CaCO和MgCO2、垢层的去除方法相同)。
Mrci
Mgsoi
2.2CaSO4管垢的处理方法
图1白钠镁矶溶解相图
CaSO既不溶于水又不溶于酸,属不溶性管垢,
1.1NaCI、NaSO4管垢形成的原因
不易清除。要清洗这种垢层,必须把它转化成另
NaC!管垢是由于加热室列管壁的料液,因过热种更难溶的化合物,才能清洗掉。在常温下CaSO4
沸腾汽化,形成料液过饱和度大,加热室上花板以上和CaCO3的溶度积常数KSP分别为9.1×10°和
的液柱高度不够,所具有的静压头较小,压制不住加2.8x10°,前者大于后者,所以可以利用Na_CO与垢
热管内料液沸腾,从而引起大量NaCl析出而结垢。层CaSO4发生下列反应:
Na2SO;管垢形成除因列管内循环速度慢,蒸发室液
Caso,+Na, CO,=Caco,+Na,,
柱高度不够外,还和Na_SO4在水中溶解度有关。在
该反应的平衡常数K为3.25×10,属于易于反
23.38~120℃时,NaSO2在水中溶解度较稳定,当温度应一类。生成的CaCO、在用盐酸溶解,即可将CaSO
高于120℃时,随温度的上升,NaSO)的溶解度逐渐垢除去。方法是:使用20%的 Na,CO溶液和1%的
减少而析出结晶,附着在加热管的内壁而形成管垢。盐酸溶液交替反复处理垢层5-6次,能除去3m厚
加热室中的料液自下而上加热升温后,加热管的CaSO4垢层。但由于结垢层一般看来是比较致密
中的料液虽未沸腾,NaSO也会达到饱和析出,附坚硬的,这就存在一个转化速度问题。在实际操作中
着于管壁生成管垢,过热度加大,越加大其结垢越可采用增加循环速度与频率,适当提高反应温度等
严重,对传热就越不利。
方法