以下為4t/h氯化鉀(KCl)MVR蒸發結晶系統的完整技術方案,可直接用于工藝包設計或設備招標書編制。
一、氯化鉀MVR蒸發結晶系統設計基礎
1.處理量:4t/h(按水蒸發量計)
2.進料濃度:18–20wt%KCl(典型鹵水)
3.出料濃度:約30wt%,過飽和析出KCl晶體。
4.成品質量:工業一級品:KCl≥99.0%,NaCl≤0.3%,水分≤0.5%
5.運行方式:24h/d連續運行,PLC+SCADA全自動。
二、氯化鉀MVR蒸發結晶系統推薦工藝路線
“MVR強制循環蒸發+DTB結晶器+離心干燥”
1.預熱:鹵水經板式換熱器被二次蒸汽冷凝水預熱至90℃;
2.MVR蒸發:強制循環蒸發器內蒸發溫度95–100℃,絕對壓力50–75kPa;
3.結晶:DTB結晶器控制過飽和度1.5–2.0%,晶體粒度0.4–1.0mm;
4.分離:臥式螺旋離心機脫水(含水≤5%);
5.干燥:振動流化床(120℃)干燥至水分≤0.5%;
6.母液回流:離心母液返回蒸發器循環,富集雜質定期外排。
三、氯化鉀MVR蒸發結晶系統關鍵設備選型
設備 | 規格/材質 | 數量 | 備注 |
MVR蒸發器 | 蒸發面積≈160m2,TA2鈦材 | 1套 | 強制循環,抗Cl?點蝕 |
蒸汽壓縮機 | 離心式,流量≈4.5t/h,ΔT=8–10℃,功率≈400kW | 1臺 | 變頻調速30–100% |
DTB結晶器 | 有效容積8m3,導流筒+細晶消除 | 1臺 | 2205雙相鋼 |
離心機 | LW450×1800,最大轉速3500rpm | 1臺 | 全自動卸料 |
流化床干燥機 | 床面積1.2m2,蒸汽加熱 | 1套 | 成品水分≤0.5% |
預熱/冷凝器 | 板式,面積≈50m2,254SMO | 1套 | 冷凝水回收 |
四、氯化鉀MVR蒸發結晶系統能耗與公用工程
1.電耗:≈55–60kWh/噸成品
2.生蒸汽:僅開機預熱0.3t,正常運行不耗蒸汽
3.循環冷卻水:10m3/h(Δt=8℃)
4.裝機功率:≈450kW(含壓縮機、循環泵、真空泵)
5.占地面積:約12m×10m(單層框架)
五、氯化鉀MVR蒸發結晶系統自動控制與安全聯鎖
1.濃度閉環:在線密度計+電導率儀→自動調節進料量;
2.粒度控制:FBRM在線粒度儀→聯動結晶器攪拌變頻(20–40rpm);
3.喘振保護:壓縮機入口導葉+放空閥,安全裕度≥10%;
4.CIP清洗:停機自動硝酸清洗,防結垢。
六、氯化鉀MVR蒸發結晶系統技術經濟指標(按年運行8000h)
1.年蒸發量:32,000t
2.年KCl產量:≈10,000t
3.年電耗:550萬kWh
4.年運行成本:≈330萬元(電價0.6元/kWh)
5.設備投資:≈1200–1400萬元(含自動化)
七、氯化鉀MVR蒸發結晶系統可選優化
1.分鹽工藝:若原料含NaCl高,可在高溫段先析NaCl,低溫段析KCl,降低母液排放量;
2.MVR+單效:若電價高,可增設1臺小型單效蒸發器做“濃母液最終濃縮”,減少壓縮機負荷。
八、氯化鉀MVR蒸發結晶系統參考案例
1.河北某化工12.5t/hMVR裝置:相比三效蒸發節標煤50.4%,年減排CO?8174t;
2.某鉀肥項目4t/hKClMVR系統:2023年投產,產品純度99.5%,粒度0.6mm,運行穩定。