什么是結(jié)晶？

結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過(guò)程。很多化工生產(chǎn)過(guò)程中都包含有結(jié)晶這一基本的單元操作。在液相工業(yè)結(jié)晶過(guò)程中，在溶液中建立一個(gè)適當(dāng)?shù)倪^(guò)飽和度并對(duì)其進(jìn)行控制，是結(jié)晶過(guò)程中z要的問(wèn)題。

以過(guò)飽和度的產(chǎn)生方式對(duì)結(jié)晶生產(chǎn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單分類：

（1）冷卻結(jié)晶

（2）蒸發(fā)結(jié)晶

（3）閃蒸結(jié)晶

（4）反應(yīng)結(jié)晶

（5）鹽析結(jié)晶

以生產(chǎn)的連續(xù)性對(duì)結(jié)晶生產(chǎn)方法進(jìn)行分類：

（1）間歇結(jié)晶

（2）連續(xù)結(jié)晶

（3）半連續(xù)結(jié)晶

連續(xù)結(jié)晶是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)大生產(chǎn)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中結(jié)晶裝置保持連續(xù)進(jìn)料并連續(xù)出料，流水線性質(zhì)的生產(chǎn)狀態(tài)避免了產(chǎn)品的批次差異，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適用于大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。

一般的鹽硝工藝結(jié)晶分離適用于水中含有Na2SO4較低時(shí)，通常采用四效、五效或MVR來(lái) 分步結(jié)晶，其結(jié)晶溫度選在50～120℃，即先將鹵水在較低溫度下進(jìn)行蒸發(fā)，在NaC大量析 出的同時(shí)，Na2SO4得到濃縮，在其接近飽和時(shí)升溫即有Na2SO4析出來(lái)以達(dá)到鹽硝分離。（2）工藝特點(diǎn)1）采用組合工藝可有效解決MVR蒸發(fā)器不能處理結(jié)晶物料的問(wèn)題。這個(gè)工 藝的特點(diǎn)是由鹽硝鹵水中含鹽量在93%～98%左右，且鹵水濃度較大，含水率較低。且生產(chǎn)條 件要求苛刻，體現(xiàn)在:

1.對(duì)鹵水質(zhì)量要求高，硫酸鈉含量需嚴(yán)格控制和恒定，一般在3～5%，當(dāng)硫酸鈉含量較 高時(shí)，分離工藝比較復(fù)雜，需要反復(fù)調(diào)節(jié)溫度及廢水濃度來(lái)分離不同的鹽，且回收的鹽不純， 含有較多雜質(zhì);

2.對(duì)外界水、電、汽和溫度控制要求高，若某一條件發(fā)生變化，就可能導(dǎo)致分離提純不 均;

3.操作、調(diào)整難度大且蒸發(fā)熱效率有提升空間，造成資源浪費(fèi)成本增加。

CN201410532180高硝鹽水冷凍脫硝 連續(xù)生產(chǎn)方法等，這些方法可能主要適用于氯堿行業(yè)鹽鹵的提純分離，并不適用污水回用中 的工況與運(yùn)行，為此我們開(kāi)發(fā)了一種用于污水處理中的鹽硝分離過(guò)程中的冷凍j晶提純方法。

蒸汽消耗3.9噸/小時(shí)，用電功率200KW/h

蒸汽按200元/噸，電費(fèi)按0.6元/kw

則每小時(shí)能耗消耗費(fèi)用共計(jì)900元/h

約合每立方水消耗的費(fèi)用為90元。（不含離心機(jī)）

設(shè)備投資

主體設(shè)備投資350萬(wàn)元（不含安裝及離心機(jī)部分）

MVR熱泵蒸發(fā)器+多效蒸發(fā)器組合工藝

工藝流程及原理

作為一種節(jié)能的蒸發(fā)器，MVR熱泵蒸發(fā)器一般采用的換熱器形式為降膜式蒸發(fā)工藝，適用于濃度低、無(wú)結(jié)晶、不容易結(jié)壁的物料，所以對(duì)于本物料系統(tǒng)，在無(wú)結(jié)晶濃縮階段采用MVR蒸發(fā)器，在溶液結(jié)晶飽和的時(shí)候采用多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器組合工藝。

硫酸鈉的飽和濃度約為30%，因此采用MVR蒸發(fā)器需要控制出料濃度小于30%，即在濃度接近30%時(shí)須轉(zhuǎn)入多效蒸發(fā)結(jié)晶器繼續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶。對(duì)于西北缺水地區(qū)或原水中含鹽量高的地區(qū)每年排放廢鹽量將更高，如何處理這些廢鹽一直困擾著廣大工程技術(shù)人員，尤其對(duì)于可溶性廢鹽，雖可以通過(guò)技術(shù)處理手段處理到非危廢程度，但其終處理難度很大，既不能填埋，也不可使用。通過(guò)計(jì)算，在MVR蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)出的水量要控制在2.2噸/小時(shí)左右，則在多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)的水量約為2.5噸/小時(shí)左右。

（2）工藝特點(diǎn)

1）采用組合工藝可有效解決MVR蒸發(fā)器不能處理結(jié)晶物料的問(wèn)題。

2）設(shè)備能耗較低，但設(shè)備投資相對(duì)較大。

（3）工藝能耗

1）第y級(jí)MVR濃縮4.4t/hr（蒸汽溫升8℃）蒸發(fā)器

設(shè)備成本：450萬(wàn)元/套

運(yùn)行成本：蒸汽消耗0.02噸/小時(shí)（機(jī)組密封補(bǔ)汽），蒸汽價(jià)格200元/噸，電耗220千瓦/時(shí)（主電機(jī)、循環(huán)泵、真空泵、凝水泵），平均電價(jià)0.6元/千瓦時(shí)；

每小時(shí)運(yùn)行成本：0.04噸*200元/噸+220千瓦*0.6元/千瓦時(shí)=8+132=136元/小時(shí)；

約合處理每噸水的成本為32元。

2）第二級(jí)四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器

運(yùn)行成本：蒸汽消耗1.8噸/小時(shí)，電耗140KW/h

則每小時(shí)運(yùn)行成本為1.8噸*200元/噸+140千瓦*0.6元/千瓦時(shí)=360+84=444元/小時(shí)；

約合處理每噸水的成本91元。

則每小時(shí)綜合成本為136+444=580元/小時(shí)，約合每立方水消耗的費(fèi)用為58元（不含離心機(jī)能耗）。