浓海水提钾蒸发过程的工艺方案研究

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作者王建达
来源河北工业大学
出版年2018
摘要
我国钾资源供应不足长期依赖国外进口,且我国是个农业大国钾肥需求量较大,而海水中含有丰富的钾资源,研究海洋钾资源的高效分离提取技术是钾盐资源开发利用的一个重要方向,海水淡化之后的浓海水中钾资源含量十分丰富,而在海水提钾过程中总会涉及到钠盐与钾盐的分离问题,分析浓海水提钾工艺方案的选择及能耗情况具有一定的研究意义。本文以NaCl-KCl-H2O相图为依据,在分析得出氯化钠、氯化钾的分离过程的基础上,结合氯化钾结晶工序对氯化钾溶液出料温度的要求及多效蒸发最佳效数的确定原则,建立了以NaCl-KCl为溶质的浓海水提钾蒸发过程的四效错流蒸发模型。根据NaCl-KCl-H2O体系相图数据溶解度呈线性变化的特点,结合实验测定的不同压力下混盐溶液的沸点数据,实现了计算机编程对蒸发过程的模拟计算。编写MATLAB程序对带有固相析出同时二效出料的6种四效错流蒸发工艺方案进行计算,并对计算结果进行经济分析,得出最优工艺方案为Ⅳ-Ⅲ-Ⅰ-Ⅱ。在最优工艺方案的基础,考察操作参数生蒸汽压力及末效真空度对蒸发系统的影响,结果表明,得出本设计条件下的最优操作参数为二效出料温度100℃左右、末效真空度80-90kPa、加热蒸汽压力为260kPa~270kPa。在最优四效错流方案的基础上考察蒸汽喷射泵的抽气位置以及喷射系数对蒸发系统的影响,结果表明生蒸汽压强为800kPa、二效抽气、喷射系数为0.45时经济性最优。对两种MVR蒸发方案进行经济性评价,得出最优的MVR蒸发方案,并与带有节能措施的四效错流蒸发工艺进行经济性分析,得出从能耗角度看MVR工艺优于四效错流蒸发工艺。

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