以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝的製作方法

2023-05-16 16:35:36

專利名稱：以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，屬於無機化工
技術領域。
背景技術：
已知的海水體系生產氯化鈉或淡水的方法，有海水日曬蒸髮結晶製鹽法 和海水淡化、濃縮液排出法，但其中海水日曬蒸髮結晶製鹽法存在土地附加 值低佔用面積大、勞動生產率和產品質量低、受到氣象條件的影響、不能得
到淡水；而其中海水淡化、濃縮液排出法存在濃縮液排入大海嚴重影響海洋 環境、鹽及鹽化工資源綜合利用不合理或濃縮液日曬蒸髮結晶製鹽土地附加 值低佔用面積大、勞動生產率和產品質量低、受到氣象條件的影響、不能得 到淡水的問題，因此，上述兩法用於海水體系生產氯化鈉或淡水的現狀應該
改變。

發明內容
本發明針對上述問題，改變海水體系生產氯化鈉和淡水的工藝路線，提 出一個可以適應海水體系生產氯化鈉和淡水，不受氣象環境變化影響，降低 能耗和成本，解決環境保護的氯化鈉和淡水的生產工藝。
為達到上述發明目的本發明採用以下技術方案 這種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，它包括以下步驟 海水經過多效蒸發罐蒸發得到淡水和飽和滷水，所述的蒸發罐帶有沉清 分離段及強制循環換熱器，海水以海沙作為中間循環載體，通過循環泵以 15-30%的固液比，在強制循環換熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清 段中進行固形物海沙與飽和滷水分離；飽和滷水經過多效蒸發得到分離為淡
水和氯化鈉，所述的蒸發罐帶有沉清分離段及強制循環換熱器，飽和滷水以
氯化鈉固體為中間循環載體，通過循環泵以15-30%的固液比，在強制循環換 熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清段中進行固形物固體氯化鈉與苦滷分離。
所述的各個蒸發段(各效)其溫度是逐漸下降的，後面是抽真空操作。 所述的各個蒸發段(各效)的冷凝水的走向是從上一段到下一段即1
段到2段，2段到3段............，目的是節省蒸汽。
所述的海水是經過預熱換熱器預熱的，其順序是先經過最後一個預熱換 熱器預熱，逐級往上一段(上一效)預熱換熱器預熱，預熱後再進入第1效 蒸發罐，目的是節省蒸汽。
最後一個蒸發段(即末效)的蒸汽採用海水間接或直接冷卻。 所述的中間循環載體海砂以不溶物或無機鹽替換，例如硫酸鈣。
這種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝是
本發明是一個以海水體系滷水為原料的氯化鈉生產工藝，該工藝取用海
水體系溶液進行蒸發，蒸發溫度40-140°C，加熱蒸汽溫度50-15rC。採用帶 有沉清分離段強制循環換熱器結構型式的蒸發罐設備，海水淡化、母液濃縮 段採用海沙作為中間循環載體，在換熱器的換熱管內通過循環泵以15-30%的 固液比(體積比)循環流動，通過設置固液分離沉清段進行固形物海沙與飽和 卣水(NaCl 243. 93g/l、 MgS04 32.05g/l、 MgCl2 48.30g/l、 CaS04 0. 88g/l、 KC111.21g/1、 NaBrl.89g/1)的分離，回收固形物海沙繼續參與循環避免硫 酸鈣結垢，飽和滷水繼續下階段蒸發。
飽和滷水蒸發段採用氯化鈉作為中間循環載體，在換熱器的換熱管內通 過循環泵以15_30%的固液比(體積比)循環流動，通過設置固液分離沉清段 進行固形物氯化鈉與蒸發母液苦滷(NaC1132.2g/1、 MgS04 70.46g/l、 MgCl2 128. 29g/l、 CaSO., 0. 268g/l、 KC1 28. 44g/l、 NaBr4. 79g/l)的分離，回收 固形物氯化鈉部分作為產品、部分繼續參與循環避免析出硫酸鈣結垢，蒸發 母液苦滷供下工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用。
本發明的優點是上述工藝過程中，氯化鈉的理論回收率為100%，較已 知技術海水日曬蒸髮結晶製鹽法50-70%的回收率有大幅提高，產品氯化鈉質 量達到國家頒布的優等品標準(含NaC1》99. 1%， SO/—《0.30%)。工藝過程無廢液排出，具有原料利用率高和產品質量高，降低能耗和生產成本低，無三
廢排放不汙染環境等特點。


圖l:本發明的工藝流程示意圖(從第1效到第4效) 圖2:本發明的工藝流程示意圖(圖l的延續至末效)
具體實施例方式
海水儲存於海水罐15，由海水泵22輸送經過預熱換熱器9-5往上逐級預 熱，分別採用1-9效蒸發罐二次蒸汽預熱後進入1效蒸發罐蒸發，蒸發濃縮液 順流轉料進入2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 IO效蒸發罐蒸發濃縮分離淡水和氯 化鈉(蒸發溫度40-140°C，加熱蒸汽溫度50-151°C)。
採用帶有沉清分離段強制循環換熱器結構型式的蒸發罐設備，海水淡化、 母液濃縮段採用海沙作為中間循環載體，在換熱器的換熱管內通過循環泵以 15-30%的固液比(體積比)循環流動，通過設置固液分離沉清段進行固形物 海沙與飽和滷水的分離，回收固形物海沙繼續參與循環避免硫酸鈣結垢，飽 和卣水繼續後續階段蒸發。
飽和卣水蒸發段採用氯化鈉作為中間循環載體，在換熱器的換熱管內通 過循環泵以15-30%的固液比(體積比)循環流動，通過設置固液分離沉清段 進行固形物氯化鈉與蒸發母液苦滷的分離。
固形物氯化鈉部分繼續參與循環避免析出硫酸鈣結垢，部分經過淘洗罐 17淘洗作為產品氯化鈉；蒸發母液苦滷經過沉降器16澄清，底流硫酸鈣回收 為副產品，清液苦滷供後續工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用。
各效蒸發二次蒸汽經過下效加熱室冷凝換熱後進入冷凝水桶，高效冷凝 水桶冷凝水依次流入低效冷凝水桶最後至冷凝水桶10-4冷凝水桶。由淡水泵 10-6供用戶作為淡水使用。
實施例l:取100m:7h NaCl 23. 47g/l、 MgS04 2. 03g/l、 MgCl2 2. 80g/l、CaS04 1. 18g/l、 KC1 0, 71g/l、 NaBrO. 12g/l海水為原料進行傳熱蒸發，蒸發溫度40-140°C， 加熱蒸汽溫度50-15rC。海水蒸發濃縮至接近飽和滷水段以O. 2-0. 5mm不溶物 海沙為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30%的固液比(體積比) 循環流動(流速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清段固液分離(內套斷 面面積滿足海沙的沉降速度10-20m/h)，海水濃縮液由外套澄清溢流至次效蒸 發罐繼續蒸發濃縮得到接近飽和滷水9. 82mVh (成分NaCl 239. 05g/l、 MgS04 31.41g/l、 MgCl2 47.33g/l、 CaSOi 0.90g/l、 KC1 10. 99g/l、 NaBrl. 85g/l)， 回收海沙通過本效下循環管繼續參與換熱器循環；接近飽和滷水9. 82mVh蒸 發段以0.2-0. 5mm氯化鈉為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30% 的固液比(體積比)循環流動(流速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清 段固液分離(內套斷面面積滿足氯化鈉的沉降速度10-20m/h)，蒸發母液由外 套澄清溢流至次效蒸發罐繼續蒸發濃縮，回收氯化鈉部分作為產品 (1846kg/h)、部分通過本效下循環管繼續參與換熱器循環，蒸發母液苦滷 3, 79 m7h(NaC1132. 2g/l、MgS(^ 70. 46g/l、MgCl2 128. 29g/l、CaSC^ 0. 268g/l、 KC1 28. 44g/l、 NaBr4. 79g/l)供下工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用； 蒸發系統得到淡水96072 kg/h。
實施例2:
取100mVh NaCl 21. 12g/l、MgSC^ 1. 83g/l、 MgCl2 2. 52g/l、CaS04 1. 06g/l、 KC1 0. 64g/l、 NaBrO. 11g/l海水為原料進行傳熱蒸發，蒸發溫度40-140°C， 加熱蒸汽溫度50-15rC。海水蒸發濃縮至接近飽和滷水段以O. 2-0. 5mm不溶物 海沙為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30%的固液比循環流動(流 速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清段固液分離(內套斷面面積滿足海 沙的沉降速度10-20m/h)，海水濃縮液由外套澄清溢流至次效蒸發罐繼續蒸發 濃縮得到接近飽和滷水8. 83m'Vh (成分NaCl 239.05g/l、 MgS04 31.41g/l、MgCl2 47. 33g/l、 CaSO, 0. 90g/l、 KC1 10. 99g/l、 NaBrl. 85g/l )，回收海沙 通過本效下循環管繼續參與換熱器循環；接近飽和滷水9.82nv7h蒸發段以 0. 2-0. 5mm氯化鈉為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30%的固液比 循環流動(流速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清段固液分離(內套斷 面面積滿足氯化鈉的沉降速度10-20m/h)，蒸發母液由外套澄清溢流至次效蒸 發罐繼續蒸發濃縮，回收氯化鈉部分作為產品(1661kg/h)、部分通過本效下 循環管繼續參與換熱器循環，蒸發母液苦滷3.41m7h (NaC1132.2g/1、 MgS04 70. 46g/l、 MgCh 128. 29g/l、 CaSO, 0. 268g/l 、 KC1 28. 44g/l、 NaBr4.79g/1) 供下工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用，蒸發系統得到淡水96718kg/h。
實施例3:
取10(〕m7h NaC122. 30g/l、 MgSO4 1. 93g/l 、 MgCl2 2. 66g/l、 CaS04 1. 12g/l、 KC1 0. 67g/l、 NaBrO. 11g/l海水為原料進行傳熱蒸發，蒸發溫度40-140。C， 加熱蒸汽溫度50-15rC。海水蒸發濃縮至接近飽和滷水段以O. 2-0. 5mm不溶物 海沙為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30%的固液比循環流動(流 速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清段固液分離(內套斷面面積滿足海 沙的沉降速度10-20m/h),海水濃縮液由外套澄清溢流至次效蒸發罐繼續蒸發 濃縮得到接近飽和滷水9. 33m:7h (成分NaCl 239.05g/l、 MgS04 31.41g/l、 MgCl2 47. 33g/l、 CaSOi 0. 90g/l、 KC1 10. 99g/l、 NaBrl. 85g/l),回收海沙 通過本效下循環管繼續參與換熱器循環；接近飽和滷水9.82nV'/h蒸發段以 0. 2-0. 5,氯化鈉為中間體，在蒸發設備換熱器的換熱管內以15-30%的固液比 循環流動(流速1.5-3.0m/s)，蒸發室設置帶夾套的沉清段固液分離(內套斷 面面積滿足氯化鈉的沉降速度10-20m/h)，蒸發母液由外套澄清溢流至次效蒸 發罐繼續蒸發濃縮，回收氯化鈉部分作為產品(1754kg/h)、部分通過本效下 循環管繼續參與換熱器循環，蒸發母液苦滷3.60raVh (NaC1132.2g/1、 MgS04 70, 46g/l、 MgCl2 128. 29g/l、 CaS04 0. 268g/l、 KC1 28. 44g/l、 NaBr4. 79g/l)供下工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用，蒸發系統得到淡水96396kg/h。
權利要求
1、一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，其特徵在於它包括以下步驟海水經過多效蒸發罐蒸發得到淡水和飽和滷水，所述的蒸發罐帶有沉清分離段及強制循環換熱器，海水以海沙作為中間循環載體，通過循環泵以15-30％的固液比，在強制循環換熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清段中進行固形物海沙與飽和滷水分離；飽和滷水經過多效蒸發得到分離為淡水和氯化鈉，所述的蒸發罐帶有沉清分離段及強制循環換熱器，飽和滷水以氯化鈉固體為中間循環載體，通過循環泵以15-30％的固液比，在強制循環換熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清段中進行固形物固體氯化鈉與苦滷分離。
2、 根據權利要求1所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，其特徵在於所述的各個蒸發段其溫度是逐漸下降的，後面是抽真空操作。
3、 根據權利要求1或2所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，其特徵在於所述的各個蒸發段的冷凝水的走向是從上一段到下一段。
4、 根據權利要求1或2所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工 藝，其特徵在於所述的海水是經過多個預熱換熱器預熱的，其順序是先經 過最後一個預熱換熱器，逐級往上一段預熱換熱器預熱，預熱後進入第1效蒸發罐。
5、 根據權利要求1或2所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工 藝，其特徵在於所述的以沙作為載體，其粒度0.2-0.5mm;其沉降的速度在10-20m/h。
6、 根據權利要求1或2所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工 藝，其特徵在於所述的最後一個蒸發段的蒸汽採用海水間接或直接冷卻。
7、 根據權利要求1所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝， 其特徵在於所述的中間循環載體海砂以不溶物或無機鹽替換。
8、 根據權利要求7所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，其特徵在於所述的無機鹽替換物為硫酸鈣。
9、 根據權利要求l所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝， 其特徵在於固形物氯化鈉部分繼續參與循環避免析出硫酸鈣結垢，部分經 過淘洗罐淘洗作為產品氯化鈉；蒸發母液苦囟經過沉降器澄清，底流硫酸鈣 回收為副產品，清液苦滷供後續工序生產氯化鉀、溴素和氯化鎂產品使用。
10、 根據權利要求1或2所述的一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，其特徵在於所述的蒸發溫度為40-M(TC，加熱蒸汽溫度為50-15rC。
全文摘要
一種以海水為原料生產淡水和氯化鈉的工藝，它包括以下步驟海水經過多效蒸發罐蒸發得到淡水和飽和滷水，所述的蒸發罐帶有沉清分離段及強制循環換熱器，海水以海沙作為中間循環載體，通過循環泵以15-30％的固液比，在強制循環換熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清段中進行固形物海沙與飽和滷水分離；飽和滷水經過多效蒸發得到分離為淡水和氯化鈉，所述的蒸發罐帶有沉清分離段及強制循環換熱器，飽和滷水以氯化鈉固體為中間循環載體，通過循環泵以15-30％的固液比，在強制循環換熱器的換熱管內循環流動，在固液分離沉清段中進行固形物固體氯化鈉與苦滷分離。本發明的優點是具有產品質量高、原料適應性強、成本低、降低能耗、無三廢排放環境汙染等特點。
文檔編號C01D3/06GK101445255SQ20081024078
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者彭志成, 彭賽軍, 袁建軍 申請人:中國中輕國際工程有限公司