东华氯化铵结晶工艺6.15

质量分数%
22.7 25 27.1 29.3 31.4 33.5 35.6 37.6 39.6 41.6 43.6
2、工艺计算表：
（一）真空结晶计算
初始条件 初始原料量 kg/h 初始温度
37000 125
4
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初始浓度（混合盐）
50%
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设备选型计算书
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氯化铵真空结晶+OSLO 结晶 选型计算书
编制： 校核: 审核: 批准:
石家庄英之杰化工机械有限公司 2015 年 6 月 15 日
办事处地址：石家庄市开发区天山大街 266 号方大科技园 9-1206 工厂地址：石家庄方兴路 88 号 电话：0311-86673806 传真：0311-86675376 E-mail:guojiajin@163.com
37t/h
进料液浓度
50﹪
进料温度：
125℃
冷却水进口温度： 32℃（设定）
冷却水出口温度： 38℃（设定）
氯化铵溶解度表
氯化铵溶解度列表
温度℃
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
溶解度 g/100g 水
29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3
5
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度降低。所以氯化铵的结晶外循环换热器采用冷却形式。
温度
80
各温度下的饱和浓度
39.6
总溶质 kg
18500
总溶液 kg
37000
剩余母液 kg
30328
剩余水量 kg
18318.112
剩余总溶液量 kg
125 度溶解度 50% 2909 15590.5 18500 854 3763 30327
0.068152 1300
2.34784094 2.53661009 2.620455 1.1 2.6 4
32 277 9.22 1500 6958328
139.76 150
80 度溶解度 39
38
（二）olso 型结晶计算 看氯化铵的溶解度曲线示意图，溶解度随温度升高而升高。温度下降，溶解
3
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浮游。在槽的上部晶体粒径较小，在槽的底部粒径较大，设备内部发生分级，只
从下部取出较大的晶体。
oslo 冷却结晶器在循环管路上增设列管式冷却器，母液单程通过列管向上方 循环，热浓的料液在循环泵前加入，与循环母液混合后一起经过冷却器冷却而产 生过饱和度，产品悬浮液由结晶器锥底引出。
26702.78
总结晶析出量 kg
7388.22
闪蒸析出结晶量 kg
3763
溶液比热
4.18
溶液初始温度
80
降温温度
40
溶液量
34091
传热系数
800
降温需要热量
5700015.2
外冷器面积
110.43314
Oslo 结晶器体积计算
物料停留结晶时间 h
进料物料流量 kg/h
物料比重
物料所占用体积 m3
（1）、本技术方案提供的氯化铵制备系统和有关设备及资料和服务等满足技术规 范书和有关工业标准要求。
（2）、本技术方案提供的氯化铵制备系统为石家庄英之杰化工机械有限公司的成 熟技术。 （3）、本设计按照成熟、可靠、先进、实用的原则，每一项技术和装备的选用要 确保操作稳定、可靠的效果。 （4）、节约用地，节省投资。 （5）、采用先进可靠的工艺技术，确保氯化铵制备装置能安全、环保、节能稳定 地连续生产。 （6）、工程自动化控制水平遵循成熟、可靠、先进、实用、有利于操作稳定和安 全生产、性价比高的原则。
3、设计内容 本设计包括以下内容： 本工程的氯化铵结晶的工艺设计、设备设计、平立面布置、主体设备制作、
配套设备的选型、设备的整体调试、相关人员的培训与服务。
二、工艺简述：
氯化铵结晶工艺采用真空闪蒸结晶+OSLO 降温结晶相组合的结晶形式。
流程简述：125℃的氯化铵 50%浓度的原料液由原料泵连续不断地进入真空结 晶器内。在双效蒸发器内，料液从底部进入一效蒸发器，并使其受到从管壁传入
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一、概述
本方案是针对客户提供的氯化铵废水数据进行的设计。 1、设计依据 （1）、介质：氯化铵溶液 125℃，浓度 50%； （2）、处理氯化铵废水量 37t/h； （3）、循环冷却水参数：0.40/0.20 MPaG，t= 32/38℃。 2、设计原则
5
OSLO 结晶器
6
外冷器
7
外冷结晶循环泵
8
冷凝水泵
9
真空泵
10
冷凝水罐
面积 150m2
1台
TA2 板式换热器
流量：500m3/h
扬程 4m
1台
TA2
功率 11kw
容积 160m2
碳钢外壳
1台
内衬 2205 不锈钢
面积 140m2
4台
流量：1500m3/h
壳程碳钢 管程 TA2
扬程 4m
4台
TA2
功率 55kw
195.5526
6
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五、设备清单如下：
序 货物名称
号
规格、型号
数量
1
真空结晶室
2800×4000
1台
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备注 2205 不锈钢
2
卧式外置除沫器
Φ2000×3500mm
1台
2205 不锈钢
3
真空结晶冷凝器
4
真空结晶循环泵
过结晶后，通过离心机进行分离，母液则返回二效蒸发器继续蒸发。
氯化铵溶液先进入真空闪蒸结晶进行真空闪蒸与降温过程，经过真空闪蒸的 闪蒸蒸发与真空降温把 125℃的氯化铵溶液降温到 80℃并闪蒸蒸发 3000kg 左右的 水分析出一定量的晶体。闪蒸后的水蒸气通过冷凝器进行冷却成冷凝水回收利用， 并通过真空泵去除不凝气体维持真空结晶设备的高真空。
oslo 型结晶器采用冷却结晶的方式，溶液为外部循环式，位于设备本体内的 低过饱和度的溶液通过外部循环泵送入外冷器。此溶液在循环过程泵送入结晶器。 此溶液在循环过程中被冷却，新的进料溶液亦送入该循环中。在结晶室内冷却后 的过饱和溶液经位于中央的降液管流入晶体生长槽，溶液由下向上流动，晶体则 一边生长一边缓慢下降，其下降速度极慢，晶体在恰好与其粒度相当的特定位置
功率：4kW
1台
氟塑料
FPSWJ-280 功率：15kW
容积：15m3
1台
塑料喷射泵机组
1台
搪瓷
11
稠厚器
12
结晶出料泵
13
外冷器冲洗泵
容积：5m3
2台
流量：25m3/h
扬程：20m
2
功率：5.5KW
流量：25m3/h
扬程：20m
2
功率：5.5KW
搪瓷 2205 不锈钢 2205 不锈钢
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真空结晶平均停流时间 0.5~1.0h.真空冷却结晶在中高温段具有显著优势,溶 液在低于 80℃时和 oslo 结晶方式相结合形成合理的工艺流程。
然后冷却到 80℃左右的氯化铵溶液进入 OSLO 结晶器进行降温结晶，降温到 35℃左右，析出大量的氯化铵结晶，进入过滤池进行沉降过滤，氯化铵结晶经过 沉降过滤与母液进行分离，氯化铵母液则返回前段蒸发工艺继续处理。
5 34091 1.3 26.2 131 160 换热器面积 m2 管长度 m 管规格 截面积系数
3625.22 32 38 6 40 17.9219 227.2733
140
140 6 38 0.5
轴流泵流量 m3/h 管内流体速度 m/s 换热器截面积 m2
1436.4 1.8
0.221667
ຫໍສະໝຸດ Baidu管根数
Oslo 结晶器的有效容积 m3
Oslo 结晶器的容积选择 m3
管根数
195.5526
n=
15.38241
D=筒体直径 mm
804.3558
循环管直径
375.7512
40 31.4
26967.93003
Olso 结晶析出 kg 循环水进水温度 循环水出水温度 △t1 △t2 对数温度差 需要循环水量 外冷器放大面积
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六、设计说明
1、设计冷却水上水温度为32℃，冷却水回水温度为38℃；设计原料浓度为50% 。
2、本装置蒸发理论冷却水耗量为600t/h；装机容量为262KW。
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的热量而蒸发汽化。产生的蒸汽向上运动，整个加热室的溶液由于密度差与强制
循环泵的双重作用下，产生循环动力。然后物料经过压差进入二效蒸发器进行蒸
发浓缩，浓缩到一定程度后，然后进入 DTB 结晶器进行冷却结晶，氯化铵晶体经
Oslo 结晶器的外冷器设置为 4 台，计划为 2 开 2 备，并设置水洗装置，及时 对外冷器进行切换与清洗，保证设备正常运行。
三、氯化铵结晶的工艺特点
1、运行费用低 装置占地面积小，设备的故障率低。
2、运行安全可靠性高 技术成熟，整套装置结构简单、实用，应用业绩广泛。
四、工艺计算表
1、计算依据
进料液流量
真空闪蒸结晶器是一种高效降温设备，物料温度可控，它具有传热效率高、 配置简单、操作控制方便、操作环境好等特点。结晶器内外壁抛光，减小物料在 内壁结疤现象；晶浆过饱和度均匀，粒度分布良好，实现了高效率；相对能耗低； 下部安装出料阀可实现连续生产。
真空绝热冷却结晶原理:使溶液在真空下闪急蒸发而绝热冷却的结晶方法。真 空结晶实质上是同时依靠浓缩与冷却来产生过饱和度而结晶。真空冷却结晶操作 条件为,真空度-0.09MPa~-0.08MPa 之间。
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真空结晶真空压力 真空压力下纯水温度 比容 m3/kg 气化热 kj/kg 物料的比热 真空结晶温度 闪蒸水量 kg 闪蒸后溶液量 kg
-0.09 45.8 14.673 2392 4.18 80 2909.574 34090.43
真空结晶析出结晶量 浓度(质量分数）% 闪蒸蒸汽析出结晶量 kg 溶液纯水量 kg 总计氯化铵溶质量 kg 降温析出结晶量 kg 真空结晶析出量 kg 剩余母液量 kg 闪蒸罐计算 气相密度 闪蒸罐内溶液密度 kg/m3 允许最大气速 m/s 算法 1 真空结晶直径 算法 2 真空结晶直径 安全系数 真空结晶选取直径 m 真空结晶器高度选取 m 真空结晶冷凝器计算 循环水进水出水温度 真空结晶循环水量计算 t 对数温度差 板式冷凝器传热系数 真空冷凝蒸汽热量 kj 真空结晶冷凝器面积 真空结晶冷凝器面积选择