蒸發(fā)制鹽粒度成因及工藝控制方法研究

續(xù)增輝

內(nèi)容摘要 文章主要結(jié)合實際情況，重點分析V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝的基本原理，根據(jù)原理，闡述真空蒸發(fā)制鹽粒度的成型原因，而后按照鹽體成粒大小的影響因素，找出影響鹽顆粒均勻性的工藝以及主要控制方法，希望能夠有效地提高蒸發(fā)制鹽粒度的均勻性，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的鹽分。

關(guān)鍵詞 蒸發(fā)制鹽 粒度 工藝 控制方法

1 引言

目前，由于我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的物質(zhì)條件與生活水平也都得到了飛速提升，人們對鹽產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)要求也提高了。而對于制鹽工廠來說，如何生產(chǎn)出顆粒均勻或者是顆粒比較大的鹽產(chǎn)品，已成為制鹽工廠的主要研究內(nèi)容，更是一個迫在眉睫需要解決的問題，所以，本文主要對蒸發(fā)制鹽的工藝進行分析，研究在蒸發(fā)制鹽的過程中影響鹽體顆粒大小的主要因素，并結(jié)合實際情況，提出有效的控制方法。

2 V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝的原理

2.1 V效真空蒸發(fā)制鹽工藝

V效真空蒸發(fā)制鹽工藝屬于制鹽的一種常用工藝，在實際使用該工藝時，先將原鹵通過管道輸送到廠區(qū)的原鹵桶中，再使用泵經(jīng)過混合冷凝水板式預(yù)熱器進行預(yù)熱，完成預(yù)熱后的料液，在使用泵將其泵入V效中，再通過V效下的循環(huán)管經(jīng)過泵平流到Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效以及Ⅳ效蒸發(fā)罐中。在實際進行泵入時，基本上所有料液都可以進入下循環(huán)管中，而在這其中，也有小部分的料液能夠進入鹽腳中，從而起到淘洗鹽漿的目的。各個效經(jīng)過蒸發(fā)與濃縮后，形成鹽漿順流轉(zhuǎn)排，而后集中到Ⅳ效中，最后再排入洗鹽器中。鹽漿在經(jīng)過原鹵洗滌后，泵入鹽漿旋流器中，再使用離心機、沸騰床完成脫水干燥，鹽漿洗滌液和離心母液也能夠經(jīng)過離心母液泵同時進入到Ⅴ效下循環(huán)管中[1]。

2.2 MVR制鹽工藝的原理

MVR制鹽工藝也叫作蒸汽機械再壓縮制鹽工藝，其主要原理是將蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)過壓縮機進行壓縮后，有效地提升二次蒸汽的飽和溫度與壓力，而后在將其輸送回到原蒸發(fā)器中的加熱室內(nèi)，將其當(dāng)作加熱蒸汽而投入實際使用中。當(dāng)加熱蒸汽進入到加熱室后，其就會與鹵水進行換熱處理，在這過程中蒸發(fā)出的水分也叫作二次蒸汽。利用壓縮機，將二次蒸汽吸入，使其能夠形成一個循環(huán)的過程，在整個系統(tǒng)中，只需要使用少量的蒸汽就能夠啟動整個系統(tǒng)，在系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行后，只需要使用電能驅(qū)動壓縮機進行做功即可，在這過程中需要對其內(nèi)補充生蒸汽[2]。

3 蒸發(fā)制鹽結(jié)晶理論分析

對于制鹽蒸發(fā)系統(tǒng)來說，鹽體結(jié)晶的速度與各個晶體的生長速度、成核的速度有直接的關(guān)系。通常情況下，晶核的形成狀況分成兩種類型，其分別為初級成核與二次成核。對于初級成核來說，對其成核速度產(chǎn)生影響的因素主要有晶體的結(jié)構(gòu)特點、化學(xué)組成、溫度、過飽和度以及雜質(zhì)等，在這其中，過飽和度所造成的影響最為嚴重。如果過飽和度比較小，也就說明成核的速度幾乎是零。當(dāng)過飽和度的到達某一臨界值時，成核的速度會在瞬間上升到很大的值度，在這種情況下，也將過飽和度稱作為臨界飽和度，這也就說明整個體系的穩(wěn)定性遭受到破壞。對于二次成核來說，其主要就是由接觸成核所形成，而對二次成核速度產(chǎn)生影響的因素主要有碰撞能力、過飽和度、晶體的粒度以及攪拌槳等。對晶體生產(chǎn)速度產(chǎn)生影響的主要原因有溶液的溫度、過飽和度、液相攪拌的強度、有無雜質(zhì)、各種不同場的作用以及液相的特性等，但是在這其中，其決定性因素的就是過飽和度。這也就說明，過飽和度在結(jié)晶的過程中發(fā)揮著推動力的作用。

分析具體的結(jié)晶過程，分別為過飽和溶液的產(chǎn)生、生產(chǎn)晶核、生成晶體與再結(jié)晶。雖然這些不同階段在時間方面的順序可能會有所差異，各個階段可能是一個接著一個的形式，也可能是各個階段彼此兼容同時完成。在實際結(jié)晶時，如果生成的晶核比較占優(yōu)，則最后生成的鹽體粒度比較小;如果生成的晶體占優(yōu)時，那么最后生成的鹽體粒度則比較大。所以說，鹽體粒度的大小與結(jié)晶的條件有直接的關(guān)系，對于結(jié)晶的條件來說，其主要包括晶體生長速度、晶核的成核速度、晶體在形成過程中與器壁發(fā)生的撞擊、晶體的生長時間以及被攪拌槳撞擊所發(fā)生的聚結(jié)和破碎等。因此，只有對結(jié)晶條件進行合理的控制，才能夠更好地控制晶體的粒度。

4 對鹽體結(jié)晶粒度產(chǎn)生影響的主要因素

4.1 料液的固液比

對于鹽體顆粒的結(jié)晶狀況來說，其會直接受到料液固液比高低的影響。如果固液比比較低，那么晶核也就比較少，而且料液具有的相對浮力也比較小，晶核在實際成長時，因浮力比較小而導(dǎo)致其非常容易沉淀，從而無法形成比較大的顆粒的鹽體。如果料液的固液比比較高，那么晶核也就比較多，導(dǎo)致結(jié)晶的表面積比較大，最終使過飽和度完全消失，從而使已經(jīng)形成的結(jié)晶能夠快速生長，但是如果固液比較高的話，也會使料液的浮力比較大，最終導(dǎo)致晶體無法得到有效的沉淀，現(xiàn)有的晶體也會繼續(xù)生長，有一些晶體也會因為碰撞而出現(xiàn)破裂，進而形成了比較小的晶體，這樣就使所產(chǎn)生的晶體出現(xiàn)過小或者過大兩極分化的情況。

4.2 結(jié)晶溫度

結(jié)晶的溫度也會對鹽體結(jié)晶的粒度產(chǎn)生影響。如果溫度越高，則晶體的生長速度也就越快，這也就說明，在溫度比較高且時間相同的情況下，其中所產(chǎn)生的顆粒也就越大。

4.3 循環(huán)速度

如果循環(huán)速度比較大，則很有可能導(dǎo)致晶體之間發(fā)生相互碰撞，或者是與器壁發(fā)生撞擊以及被葉輪撞擊，進而導(dǎo)致結(jié)晶出現(xiàn)破碎，產(chǎn)生很多二次晶核，從而對粒徑的生長造成影響。如果循環(huán)的速度比較小，則會增加循環(huán)料液的過熱度，這樣一來就加大了料液的飽和度，最終使晶核的數(shù)量增多，從而對粒徑的生長產(chǎn)生影響。

4.4 料液的飽和度

通常情況下，在制鹽的過程中，需要使用到專業(yè)的結(jié)晶設(shè)備，而對于結(jié)晶設(shè)備來說，如果過飽和度越大，產(chǎn)量也就越多，但是如果過飽和度超過規(guī)定值，則容易導(dǎo)致其超過穩(wěn)定區(qū)的極限，如果遇到落入晶粒或者是機械撞擊，則會導(dǎo)致大量晶核折出，從而對粒徑的生長產(chǎn)生影響。

5 控制鹽晶體粒徑的有效方法

由上述分析可知，在真空制鹽的過程中，對結(jié)晶產(chǎn)生影響的因素主要有過飽和度、料液固液比、停留時間、蒸發(fā)罐溫度、熱發(fā)器結(jié)構(gòu)、流程安排以及循環(huán)流速等，產(chǎn)生影響的因素非常多，而且也非常復(fù)雜，所以，應(yīng)從以下幾個方面進行對其進行控制：①合理控制料液的固液比;②合理控制晶體生長過程中的溫度;③合理控制循環(huán)速度;④確保過飽和度的適當(dāng)性;⑤合理控制晶體在生長區(qū)內(nèi)的具體停留時間。

6 制鹽過程中加大鹽粒的有效方法

6.1 使用逆循環(huán)蒸發(fā)工藝

在進行真空制鹽時所使用的正循環(huán)蒸發(fā)工藝，其主要指的就是循環(huán)料液從蒸發(fā)罐蒸發(fā)室桶體位置進入，而后在從蒸發(fā)室的下椎體位置排出;而對于逆循環(huán)來說，其與正循環(huán)恰恰相反，也就是循環(huán)料液從蒸發(fā)罐蒸發(fā)室的下椎體位置進入，而后再從蒸發(fā)室的筒體排出，采用這種方法進行制鹽，能夠有效地增加鹽粒度，而且也能夠起到育晶的作用。

6.2 使用淘洗工藝

將淘洗系統(tǒng)放置在蒸發(fā)罐鹽腳的位置，而后通過進鹵淘洗，既能夠?qū)Ⅺ}漿中比較細小的鹽粒、晶核淘洗或者溶化掉，同時也能夠有效地降低轉(zhuǎn)料鹽漿的實際溫度，使其在轉(zhuǎn)入到下一效時的閃蒸溫度能夠得到降低，這樣一來就可以減少因閃蒸而形成的晶核數(shù)量，確保剩余晶核能夠得到更好的生長。

7 結(jié)語

綜上所述，在真空制鹽的過程中，應(yīng)合理的采用V效真空蒸發(fā)制鹽工藝和MVR制鹽工藝分析影響鹽體粒度的因素，并根據(jù)具體的因素提出有效的控制工藝與控制方法，從而提高鹽體的生產(chǎn)質(zhì)量，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的鹽分，進一步促進我國制鹽業(yè)的發(fā)展。

（作者系河南平頂山市葉縣中國平煤神馬集團聯(lián)合鹽化有限公司 助理工程師）

【參考文獻】

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