氯化铵蒸发

河北工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告

毕业设计（论文）题目：6t/h氯化铵废水四效蒸发装置设计

专业（方向）：过程装备与控制工程

学生信息：学号：117197 姓名：齐鹏班级：过程C112

指导教师信息：教师号：89015 姓名:史晓平职称：副教授

报告提交日期：2015-03-27

内容要求：（1.阐述工作过程，遇到的问题，解决问题的方法效果启示，任务书要求进度完成情况2.毕业论文的前期报告要求提交文献综述）。

一．工作过程

开学到校后，从老师那里拿到设计任务书，并听老师简单说了一下用蒸发工艺处理氯化铵废水，然后自己看《化工原理》这部分蒸发，大体了解了蒸发工艺及蒸发中要用到的一些设备，然后查阅关于用蒸发处理氯化铵废水的文献，了解了现在工业中处理氯化铵废水常用的几种方法，有多效蒸发，MVR技术，膜技术等，综合各种方法的优缺点，最后决定采用降膜蒸发器和强制循环蒸发器组合的一套工艺设备，并采用错流的形式。

二．工作问题

1.采用什么样的蒸发器蒸发氯化铵效率高，四效蒸发中料液采用什么流动方式合理？

2.都可以采取哪些措施，使氯化铵蒸发工艺更节能？

3.氯化铵的结晶采用什么形式比较好？

三．解决方法

1.在多效蒸发中, 常见的操作流程有顺流、逆流、平流和错流。顺流流程由于后效溶液的浓度较前效高, 且温度又较低, 所以随溶液浓度的提高导致粘度逐渐增加, 致使传热系数下降。逆流流程中, 第一效蒸发器中溶液的温度和浓度都很高, 设备腐蚀相当严重。上述两种流程虽各有特点, 但都不适合低浓度氯化铵废水的蒸发。鉴于此种情况,基于氯化铵特殊的物理化学性质，又参考赵斌等提出的三效错流降膜真空蒸发低浓度氯化铵废水工艺，最后采用错流的形式，并且在一，二，四效采用降膜真空蒸发器，三效采用强制循环蒸发器。

2.节能是蒸发操作应予以考虑的重要问题，大体有三种方法，1提高生产强度，2多效蒸发3额外蒸汽的引出。根据U=1/r k T,提高生产强度可以加大传热温差（1提高加热

的温度2采用真空蒸发以降低溶液的沸点）提高生产强度还可以提高蒸发器的传热系数，蒸发器的传热系数主要取决于蒸发器的结构操作方式和溶液的物理性质（1合理的设计蒸发器结构，已建立良好的溶液循环流动，2及时排除加热室中的不凝气体，经常清除垢层等均可提高传热系数）。采用多效蒸发可以充分利用蒸汽提供的热能，以减少蒸汽的用量，从而达到节能的目的。通过引出额外蒸汽把一些品位低的蒸汽用作其他用途，比如说用来预热料液，同样可以起到节能的作用。

3.高浓度氯化铵的结晶形式主要有冷却水结晶，蒸发结晶，在蒸发结晶中比较容易造成堵塞，所以换热器需要开一备一。用闪蒸结晶是一种比较不错的蒸发结晶形式。在冷却结晶中，搪瓷罐的换热面积比较小，处理量有限。设备会做的非常大。我设计的工艺过程中，在第三效采用强制循环蒸发器，直接出固液混合物，然后进行固液分离液体又打回循环中。四．工作体会

我觉得毕业设计还是有一定难度的，这不仅是对我们所学知识的考察，更是对我们能力的考察。我们需要在这短短的几个月，充分利用自己所学的知识，在老师的指导下，独立完成文献的检索，选择和制定合理的工艺流程，并且选择合适的设备。在这个过程中，会极大的锻炼我们的能力，让我们在本科所学的基础知识得到充分应用，同时锻炼我们发现问题，解决问题的能力，提高我们的设计能力，使我们在参加工作后能够很好的融入到自己的工作中去。读研时能够很好的完成老师所布置的研究任务。我一定脚踏实地认认真真的完成自己的毕业设计，使自己的能力和才华得到充分的展现。

五．进度时间安排

一．2015.3.4---2015.3.6 （查阅资料，文献查阅）

二．2015.3.7---2015.4.1 （根据查阅的资料，确定初步工艺流程，撰写前期报告，2015.4.1之前上交前期报告）。

三．2015.4.2---2015.4.30（工艺及设备的计算，设备的选型，撰写中期报告，2015.4.30之前上交中期报告）。

四．2015.5.1---2015.5.25（开始绘图，修改绘图质量，修改完善，完成设计图纸的要求）。五．2015.5.25---2015.6.5（撰写计算说明书，准备答辩）。

六．文献综述

1物料的性质[1]

氯化铵化学式：NH₄Cl

性质：白色粉末或略带黄色的方形、八面体性晶体。无臭。味咸。有清凉性。吸湿性小，一般不吸湿结块。氯化铵加热升华或分解，在100℃时开始显著挥发，在337.8℃时分解为NH3和 HCl。

氯化铵易溶于水，也溶于甘油和液氨中，难溶于醇，不溶于丙酮和乙醚。水溶液呈弱酸性反应，在加热时酸性增强。对黑色金属和其他金属有腐蚀，特别对铜腐蚀性更大，而生铁还能抵抗它的腐蚀。

2 氯化铵废水的产生源、产生量及对环境的危害[2]

氯化铵废水的产生源和产生量在化肥工业和稀土生产产一定量的氯化铵废水, 由于氯化铵废水中氨氮和氯离子存在, 若氯化铵废水直接排放, 则会对水体产生一定的污染, 且随着量的不断增长污染程度也在加大。所以, 我们必须对其有深刻的认识, 现阶段一些研究人员也在做这方面的努力, 通过一些物理、化学和生化的手段来理氯化铵废水, 主要是采用膜处理技术和电渗析法。近年来, 随着我国农业的不断发展, 化肥工业得到了长足的进步, 不仅在技术上取得了较大的突破,在规模上更是空前的膨胀。尤其是碳酸钾类的化肥生产, 我国碳酸钾工业化生产始于20 世纪60 年代,70 年代末和80 年代初形成规模,并且生产能力迅速增加, 1994 年至1998 年年产量由6 万t 增加到12万t, 4 年增长了1 倍, 超过日本成为亚洲最大碳酸

钾生产国, 主要生产厂家有山东鲁南化肥厂, 山西文水化工厂等。我国碳酸钾化肥主要采用的是间歇式离子交换工艺, 在生产过程中产生大量的氯化铵废水。近年来, 我国化肥工业中氯化铵化肥所占的比

例也有大幅度提高, 这导致了其废水排放量进一步增加。据估计, 每年至少含氯化铵的废水1 000 万t。我国珠江沿岸大部分河流均不同程度受到化肥工业氯化铵废水的污染, 随着我国农业的迅速发展及化肥工业的兴起, 化肥工业氯化铵废水带来的环境问题将日益严