一、氟化鉀MVR蒸發器工藝定位
氟化鉀溶液沸點升高明顯、極易在90℃以上析出KF·2H?O,因此采用“降膜+強制循環兩段式MVR”是行業通行做法:
1.降膜段先把10~12%的稀溶液濃縮到20~22%,蒸發溫度75~80℃,沸點升高控制在6℃以內;
2.強制循環段繼續提濃至45~50%的過飽和區,溫度55~60℃,晶漿固含量15%左右;
3.全程不再補加生蒸汽,僅靠MVR壓縮機把二次蒸汽升溫10~14℃后循環使用,噸水蒸發能耗30~33kWh。
二、氟化鉀MVR蒸發器核心設備參數
1.蒸發量:14t/h(水蒸發量),對應進料流量約30m3/h(固含量10%)。
2.壓縮機:單級離心式,入口2.7t/h飽和蒸汽,溫升12℃,軸功率≈450kW,變頻70%~100%無級可調。
3.降膜換熱器:立式殼程,換熱面積520m2,管程25mm×2mm×6000mm,材質Monel400,循環泵流量800m3/h,揚程4m,功率30kW。
4.強制循環結晶器:DTB型,有效容積20m3,內導流筒φ1200mm,晶漿循環量2200m3/h,循環泵功率55kW。
5.分離系統:雙級活塞推料離心機,處理量5t/h(干鹽),篩網間隙0.15mm,出料含水≤6%。
6.冷凝水:13.5t/h,電導率≤50μS/cm,可直接回用。
三、氟化鉀MVR蒸發器防垢與防腐
1.管程流速≥2m/s,強制循環段采用鈦泵+Monel管道,防止氟離子點蝕;
2.原液加入20~25g/t阻垢劑(聚馬來酸酐復配),同時在線注入3g/t消泡劑;
3.每運行6h用2%稀鹽酸在線清洗30min,清洗液返回前端中和后回用,不影響主流程。
四、氟化鉀MVR蒸發器自控與連鎖
1.西門子S71500PLC+15"觸摸屏,壓縮機喘振、軸溫、振動三重保護;
2.蒸發室液位差壓變送器+變頻進料泵,液位波動±2%;
3.在線密度計1.30±0.01g/cm3時自動切晶漿出料;
4.壓縮機喘振閥、真空破壞閥與緊急停電聯動,2s內安全泄壓。
五、蒸發器布置、占地與公用工程
1.蒸發框架8m×6m×18m(三層),結晶、離心布置12m×10m單層,總占地200m2;
2.裝機總功率520kW(含附屬泵、真空、照明),實際運行功率480kW;
3.冷卻水50m3/h(25℃~30℃),循環使用,無需外排;
4.啟動蒸汽0.3MPa0.5t/h,僅用于暖機,正常運行零補汽。
六、氟化鉀MVR蒸發器調試與運行經驗
1.首次投料先用80℃純水循環4h,確認無漏點后切換物料;
2.壓縮機入口蒸汽干度須≥0.97,液滴分離器每班排污一次;
3.結晶器細晶捕集器壓差>5kPa時切換備用,防止細晶短路;
4.冬季停機用30%乙二醇溶液充滿管程,防止KF結晶堵管;
5.建立“鹽平衡”臺賬:進料、出鹽、母液量每日核對,偏差>3%立即調整真空度或壓縮機頻率。
通過以上配置,14t/hKFMVR系統可全年8000h穩定運行,噸水電耗≤33kWh,無二次蒸汽排放,滿足《無機化工行業污染物排放標準》特別排放限值,同時獲得高純度KF·2H?O(≥99%)可直接用于電子級氫氟酸原料。