真空制盐基本知识

真空制盐基本知识第一章概论第一节真空制盐发展简史与基本原理一、发展简史人类历史上，制盐工业经历了三个阶段，一是天然日晒制盐（内地经历了将盐水泼于烧红的木炭上，然后乱取食盐），二是敞口锅制盐，三是真空蒸发制盐。

单效真空蒸发技术始于1812年，美国人发明，1899年在美国建立了第一套多效蒸发制盐设备，从此后，真空蒸发制盐才逐步在世界推广应用至今。

我国真空制盐始于1939年，由自贡市制盐工程师肖家平发明，从39年到42年11月一直处于生产试验水平，后由于资金缺乏而停工。

真正的大规模生产是在1958年，由留学日本的吴鹿平先生在青岛设计建成了一套四效蒸发器，年产盐3万吨，1964年在四川省自贡市建立一套四效蒸发试验装置。

取得了大量重要技术资料，此后，全国各地陆续建立了真空制盐装置。

二、真空制盐基本原理从卤水中制取食盐，先要将卤水加热沸腾使水分蒸发，氯化钠浓度增高，最后结晶析出。

因此，制盐过程就是不断供给卤水热能，蒸发水分、析出食盐的过程。

被蒸发出的水蒸汽有相当多的热能白白浪费可惜。

若将其作为热源再加热卤水，又可以蒸发水分而制得食盐。

依此类推，可多次利用，节约能源。

然而，热能要传递，必须有“温度差”，即加热蒸汽温度应高于卤水温度（沸点）才能有效利用于蒸发，解决这一问题的作法是利用温度随压力变化而变化的关系，采用密封容器，人为地降低蒸发容器的压力，从而使卤水沸点降低，达到热传递的目的。

用这种方法制盐，叫“真空蒸发制盐”。

真空制盐的加热蒸汽是锅炉送来的背压蒸汽，密封容器用“蒸发缸”，制造负压的设备用真空泵，蒸汽被利用几次叫几效蒸发，效数越多，节能越多，但是，并非效数可任意增加，其原因是：1、蒸发1kg水耗蒸汽为：一效1.1kg，二效0.57kg，三效0.4kg，四效0.3kg，五效0.27kg，六效0.26kg。

随着效数增加，蒸汽消耗量的降低比例越来越小，而常年运行费用和基建费用却大大增加，造成得不偿失。

2、首效和末效压力确定后，总温度差一定，而各效需要的温度差包括“温度损失”、“推动温度”等。

总温差即首效所用蒸汽温度与末效二次蒸汽温度之差。

温度损失指由于沸点升高，流体阻力等因素，造成的影响制盐蒸发，对制盐蒸发产生负面影响的温度损失，推动温度指真正用于制盐蒸发的温度差，是各效之间除去温度损失之后起蒸发推动作用的温度差，也叫有效温差。

总温差=温度损失+推动温差如首效蒸汽温度为151℃，末效蒸汽温度45℃，各效平均温度损失为12℃，推动温差为6℃，则实际效数为：（151－45）/（6+12）=6（效）我国现行真空制盐厂一般采用四效，国外盐厂个别采用7效。

第二节常用名词与概念在生产操作中，经常涉及到比重、温度、压力等代表某种物质物理性质的名。

弄清它们的意义及其相应关系，有助于理解制盐基本原理和正确进行操作，因此，将较为详细地给大家逐一介绍。

一、压强与压力流体（包括气体、液体）垂直作用于单位面积上的压力，称为压力强度，简称压强。

压力是指总受力面积上所常驻的力，压强是指单位面积受的力。

表示为：P=Pa/F(kg/cm2)式中：P——压强(kg/cm2)Pa——压力（kg）F——作用面积（cm2）压强的表示单位有多种，如kg/cm2，帕（Pa），mm水柱等等，它们的相互换算可查有关书籍。

在生产中，我们常常会将“压力”与“压强”混淆使用，殊不知一般常说的“压力”，实际是指“压力强度”。

比如常说的“蒸汽压力2.5kg"。

然而为了适应使用习惯，且参照其他书籍的名称，我们也通用“压力”这一称呼。

但千万要注意，“压力”和“压强”是不同定义，不同单位的概念，使用时要知道其真实含义。

实例证明，一个标准大汽压下，气压计上水银柱高度为760mm，称为一个物理大气压，用水柱表示，则为：P=760×13600/1000=10336（mm水柱）但是，在工业生产上，我们常使用“工程大气压”，即1（工程大气压）1（kg/cm2）=10m水柱压力有高有低，以一个物理大气压分界点，高于当地当时大气压者，压力计能显示的压力称为“正压”，若低于当时当地大气压者则压力计所示的压力称为“真空度”，若压力以绝对零压（即绝对真空下的压力，其值比一个物理大气压低760mm汞柱）为起点，则称为“绝对压力”。

其关系为：高于大气压时：绝对气压=大气压+表压表压=绝对压—大气压低于大气压时：绝对压=大气压—真空度真空度=大气压—绝对压二、温度与热量温度是衡量物体冷热程度的标志。

从分子运动论的观点来看，温度是物体分子平均动能大小的尺度。

它和“热量”是不同的概念，热量是物体内能改变多少的标志，它只有在热传递过程中才有意义。

温度单位为“摄氏度”、“华氏度”，而热量单位是“卡”、“仟卡”、“焦耳”，二者切勿混淆。

说某物体含有多少热量是不对的，只能说某物体传递多少热量与某物体。

反之，也不能说某物体传递了多少温度与某物体，只能说某物体的温度是多少。

这种概念，对于理解热量传递有极重要的作用。

除摄氏温度外还有绝对温度的含义：任何物质是由分子组成，物质的分子处于不停的运动之中，运动的分子具有一定功能。

温度是物质分子运动功能大小的尺度，当分子运动的速度为零时，这时的温度人们称为绝对零度，用这种方法表示温度称为绝对温度。

普通用的摄氏温度计，其0℃等于绝对温度273K。

设T为绝对温度，t表示摄氏温度则T=(273+t)0K三、比容在一定条件下，单位重量的流体所占有的体积，称为比容，其单位为（m3/Kg），常用符号V表示。

从其单位可知，比容实际上上是密度倒数，在计算中，气体（如蒸汽）的比容极其重要，要以它来确定蒸发罐的直径、高度、二次蒸发汽管的大小等。

比容随压力降低而增大，如一效罐蒸发管压力为2.5kg/cm2(绝压)时，干饱和水蒸汽比容0.7318m3/kg，而四效罐压力为0.1kg/cm2时，水蒸汽的比容为14.95m3/kg，其体积为一效罐的20倍。

任何一个真空制盐厂，各效二次蒸汽管道都依次加大，国外许多真空制盐厂各效罐体，亦逐渐增大，其主要原因就是水蒸汽比容迅速增大。

四、重度、密度和比重单位体积物体的重量，称为物体的重度，其单位为kg/cm3、g/cm3等，常用γ表示。

若设G代表物体重量，V代表物体体积，则：γ=G/V单位体积物体的质量，称为物体的密度，其单位为kg/cm3，常用ρ表示，它与重量关系为V=ρg式中：g——重力加速度，其值为9.81(m/s2)。

比重是物体的密度与4℃时纯水的密度之比，它仅仅是一个比值，没有具体单位，常用S表示。

S=ρ/ρ水由于4℃纯水的密度为1g/cm3或者1000kg/m3，故比重的数值为密度（kg/m3）除以1000。

制盐工业上测量液体比重常用波美计，所得数值为多少“度”，将“度”换算为比重可用下式：当液体比重小于1时，S=145/（145+0Be'）当液体比重大于1时，S=145/（145－0Be'）盐水溶液比重大于1时，故用第二个公式计算，但应注意上式测定温度为15℃。

五、浓度一定量溶液（或溶剂）中所含溶质的分度，称为溶液的浓度。

浓度有各种表示方法，但一般常用以下几种：1、100g溶液中溶质所占克数，称为重量百分比浓度。

20％的氯化钠水溶液，即表示100g盐水中有20g氯化钠。

2、1L溶液中，溶质所占克数，称为重量体积浓度。

如卤水浓度250g/L，即表示每升溶液中含氯化钠250g。

3、1L溶液与固体的混合物中，固体所占的比例，称为固液比浓度，如料液固液比浓度25％，即表示每升料液中含固体0.25升。

六、溶解度在一定条件下，溶质在溶剂里所能溶解的最大限度，称为该溶质在此溶剂里溶解度，不同的物质有不同溶解度，同一物质在不同条件下亦有不同溶解度，如20℃时，氯化钠在水中溶解度26.39g/100g水，而二氯化钙在水中溶解度为42.7g/100g水；100℃时，氯化钠在水中溶解度为28.5g/100g水，而二氯化钙在水中溶解度为61.4g/100g水。

对大多数物质来说，其溶解质随温度升高而增大，而有些物质则随温度升高而减小，这种性质称为“逆溶解性质”。

如硫酸钠、硫酸钙在温度达一定值后不属此一类。

七、PH值PH是表示溶液酸碱度的简便方法，PH=7表示，溶液为中性，PH大于7表示溶液为碱性，PH小于7，表示溶液为为酸性，PH 值越大，表示碱度越大，PH值越小，酸度越大。

PH只是一种符号，其真实含义如下：实验可知，[H+]和[OH-]的乘积是一个常数，仅随温度而改变，实验室22℃时，其值为1×10-14，即：[H+]·[OH-]=10-14纯水中二者浓度相等，故[H+]=10－7为了避免繁杂的分数，所以氢离子浓度的数值用以10为底的对数表示，并改写为正数。

[H+]=10-7写为：1g[H+]=10-7我们以PH来代表“1g[H+]”所以PH实际上是代表氢离子浓度的负对数。

八、水蒸汽的汽化热、水和饱和蒸汽的热焓、潜热、显热。

1kg水由０℃加热转达变为某一温度的水蒸汽所需的全部热量，称为该温度下的水蒸汽的热焓，其单位为(kＪ／kg)。

如饱和水蒸汽100℃时热焓为2680.34(kＪ／kg)。

在沸点下，1kg水转变成为同温度蒸汽所需的热量，或将1kg 饱和水蒸汽冷凝为同温度的水所能放出的热量，称为该温度下水的汽化热或冷凝热，其单位为kＪ／kg，如０℃时水的汽经热2502.69kＪ／kg，50℃时为2384.11kＪ／kg，100℃时为2258.4k Ｊ／kg。

有时候提到的“潜热”，可统称为“汽化热”。

显热是指1kg水由０℃加热至该温度压力下，开始汽化以前水所吸收的全部热量，其单位为1kg。

汽化热、显热、热焓三者之间有密切的关系，可用公式表示：热焓=汽化热+显热我们所使用的加热蒸汽，一般只能利用其汽化热，不利用其显热。

当使用冷凝水之类液体作热源时，利用了冷凝水的显热。

举例，蒸汽烫伤手比热水烫伤更厉害就是潜热的缘故。

九、粘度粘度是测量流体流动时，粘性大小的尺度，一般来说，粘性越大，流体因克服阻力而消耗的能量越大，粘度大小直接影响传热和流体输送。

十、蒸发强度单位蒸发面积单位时间所能蒸发的液体量，叫蒸发强度。

第二章制盐工艺第一节卤水净化从国内外真空制盐看，由于原料卤水的成份不是纯的NaCl，而是含有其他多种成份，且各地卤水的杂质种类和含量也不相同，卤水中溶性杂质很多，这些可溶性杂质在真空制盐的过程中易于结垢和影响产品盐的质量，如杂质钡、铅等对人体有危害，过多的铁会污染食盐，产生黑盐和黄盐，有的可溶性杂质，如SO42－等对化工制碱有影响，为此，国内外对卤水都采取了物理的、化学的方法净化。

一、卤水的种类1、天然卤水a地表卤水，储存于地球表面或离地表很浅的卤水，因为它聚集于天然水湖中，故又名盐湖卤水。