專利名稱：防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止鹽鹵的硫酸鈣成分在輸送管道結(jié)垢的方法以及相應(yīng)的裝置， 屬于制鹽工業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硫酸鈉型礦鹵中因含有一定量的硫酸鈣，在其輸送過程中，輸鹵管道存在硫酸鈣 結(jié)垢現(xiàn)象，常常引起管道的堵塞，導(dǎo)致輸送能力下降，能耗增加。硫酸鈣垢質(zhì)地堅(jiān)硬，附著牢 固，難以清除。一般來說，工業(yè)上按抑制硫酸鈣結(jié)垢的方法有三種(1)化學(xué)法該法應(yīng)用較普遍，一般是通過改變過程操作條件或是將結(jié)垢組分從 系統(tǒng)中提前分離出去來達(dá)到抑制結(jié)垢的目的。改變過程的操作條件包括溫度、濃度、PH值和 溶液組成。一般是通過加入痕量的化合物如有機(jī)聚合物、表面活性劑或無機(jī)磷酸鹽來有效 的阻止垢的形成或者抑制其進(jìn)一步生長。成本高；工藝相對復(fù)雜，耗費(fèi)大量的化學(xué)藥品，造 成生產(chǎn)成本大大增加，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，且在施工過程中易損壞管道，污染環(huán)境， 時(shí)間長，因此，在實(shí)際應(yīng)用受到嚴(yán)重的限制；(2)物理方法通過促進(jìn)垢在溶液中結(jié)晶或者使垢在形成的最初階段就被瓦解來 抑制垢的形成。主要技術(shù)有石膏晶種法、超聲波防垢技術(shù)或者通過外加的磁場或電場促使 溶液中垢組分預(yù)先沉淀。目前，而物理除垢法只能在特定的條件下運(yùn)用，但操作繁重，成本 較大。申請人對于形成周期短、質(zhì)地較疏松且輸送距離短的管道硫酸鈣垢層，采用淡鹽水來 回沖洗清除，有一定的效果，但需要停產(chǎn)處理，且該法對輸送距離較長的管道工程上難以實(shí) 施，且效果不佳。(3)機(jī)械方法。采用機(jī)械的方法除去表面的結(jié)垢硬殼或通過減少垢在晶體表面的 粘附來控制垢的進(jìn)一步生長。常用的有依靠諸如如沙子、玻璃燈等可以隨液體流動(dòng)且具有 研磨作用的材料；使用機(jī)械摩擦力在設(shè)備表面運(yùn)行或周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)際生產(chǎn)中迫切需要一種能解決從礦區(qū)至車間較長的輸送管道內(nèi)硫酸鈣結(jié)垢的 方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效防止鹵鹽鹵水中硫酸鈣結(jié)垢析出的 方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的裝置，其特征在于，包括冷卻塔，反應(yīng)罐、沉降桶、儲(chǔ)鹵桶 和稀釋罐，其中冷卻塔，反應(yīng)罐、沉降桶依次連接，而儲(chǔ)鹵桶和稀釋罐并排連接至沉降桶。防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法，其特征在于，從礦區(qū)輸出的鹵水直接輸入冷卻塔 冷卻，在冷卻塔內(nèi)鹵水被冷卻至比環(huán)境溫度高8-10°C。從冷卻塔輸出的鹵水被輸送到反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐內(nèi)鹵水中的硫酸鈣與石膏晶種反 應(yīng)，析出結(jié)晶；
從反應(yīng)罐輸出的鹵水輸入至沉降桶內(nèi)，析出的硫酸鈣沉淀經(jīng)沉淀后，符合輸鹵要 求的上清液輸送至儲(chǔ)鹵桶內(nèi)，然后輸送至企業(yè)進(jìn)行其他的加工；不符合輸鹵要求的上清液 輸送至稀釋罐內(nèi)，加入淡水稀釋、降低硫酸鈣的過飽和度，或者加入純堿，反應(yīng)后降低鹵水 中硫酸鈣的含量。上清液中硫酸鈣過飽和度的控制在(工程經(jīng)驗(yàn)值)< 1. 01即符合輸鹵要求。本發(fā)明的原理如下經(jīng)申請人檢測，硫酸鈉型礦鹵的輸送管道垢層的主成分為二水硫酸鈣，含量大于 90 %，另外含有少量的硫酸鈉和氯化鈉。從結(jié)垢機(jī)理分析，影響硫酸鈣結(jié)垢的因素較多，但在鹵水開采和輸送過程中溫度 降低是鹵鹽水中硫酸鈣過飽和，導(dǎo)致硫酸鈣在管道結(jié)晶、結(jié)垢。具體分析如下在礦鹵開采 和輸送過程中，剛從井下開采出的礦鹵的溫度一般在42°C左右，而鹵水輸送的環(huán)境溫度平 均只有10-20°C。硫酸鈉含量遠(yuǎn)小于其溶解度，礦鹵中氯化鈉溶解度基本不受溫度影響，溫 度降低時(shí)，硫酸鈉和氯化鈉一般不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶。剛從井下開采出鹵水中的硫酸鈣基本處于 飽和狀態(tài)，硫酸鈣不結(jié)晶，鹵水在輸送到企業(yè)的過程中，受環(huán)境溫度的影響，其溫度在不斷 下降，使硫酸鈣過飽和，且過飽和度不斷增加，使硫酸鈣從穩(wěn)定態(tài)或亞穩(wěn)定態(tài)進(jìn)入到不穩(wěn)定 態(tài)而自發(fā)結(jié)晶，在輸鹵管道結(jié)垢。溫度下降越低，過飽和度增加越多，硫酸鈣就越易于結(jié)晶 出來，輸鹵管道結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，這正是冬季結(jié)垢尤為嚴(yán)重的原因。因此，要抑制或消除輸送硫酸鈉型礦鹵管道硫酸鈣結(jié)垢，就必須將鹵水溫度降低 到接近環(huán)境溫度，以消除溫度的影響，同時(shí)還要消除溫度下降引起鹵水中產(chǎn)生的硫酸鈣過 飽和度。本發(fā)明的特點(diǎn)如下本發(fā)明將降溫法、石膏晶種法、加水稀釋法(或化學(xué)凈化法)有機(jī)結(jié)合的聯(lián)合技術(shù)工藝。降溫法是利用硫酸鈣在鹵水中的過飽和度隨溫度降低而升高，對鹵水進(jìn)行降溫使 得鹵水中的硫酸鈣由于溫度降低從飽和區(qū)進(jìn)入到不穩(wěn)定區(qū)域而析晶，減少鹵水中硫酸鈣的 含量；石膏晶種法是利用石膏晶種結(jié)構(gòu)與硫酸鈣垢物相同，晶體表面對垢物硫酸鈣的親和 力較管道材料壁面大，向鹵水中加入石膏晶種使得鹵水中析出的硫酸鈣分子優(yōu)先附著在懸 浮的石膏晶體上，使鹵水中硫酸鈣過飽和度及時(shí)消除，從而減小硫酸鈣結(jié)晶的推動(dòng)力，避免 硫酸鈣在管壁上的成核結(jié)晶；加水稀釋法是利用加入少量溶劑，如水，稀釋鹵水中硫酸鈣， 使得鹵水中硫酸鈣的過飽和度降低；化學(xué)凈化法是運(yùn)用CaSO4與溶解后Na2CO3反應(yīng)生成 CaCO3沉淀的機(jī)理，降低鹵水硫酸鈣的含量，其反應(yīng)離子式為Ca2++C032_ = CaCO3丨。這樣將 鹵水中的硫酸鈣含量控制在環(huán)境溫度允許的硫酸鈣溶解度以內(nèi)，輸鹵管道不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn) 象。另外，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的工程經(jīng)驗(yàn)，保持一定的硫酸鈣過飽和度，管道產(chǎn)生少量的硫酸鈣 結(jié)垢，能防止管道腐蝕，對管道起到保護(hù)作用，因此，鹵水中的硫酸鈣過飽和度不一定全部 消除，保持并控制一定范圍內(nèi)的過飽和度，在工業(yè)化應(yīng)用上是允許的，控制硫酸鈣過飽和度 的工程經(jīng)驗(yàn)值約為< 1.02。本方法是利用溫度降低和硫酸鈣過飽和度存在是硫酸鈣結(jié)垢的原理，在鹵水輸送 前主動(dòng)降低鹵水溫度，并加入硫酸鈣晶種，使大部分硫酸鈣結(jié)晶出來，再輔助加水稀釋法或 化學(xué)凈化法，消除鹵水中硫酸鈣的過飽和度，解決了硫酸鈣在輸送管道上的結(jié)垢問題。有效結(jié)合降溫法、石膏晶種法、加水稀釋法(或化學(xué)凈化法處理)的綜合優(yōu)勢，操作易于控制、成 本低；除垢效果好，能完全滿足生產(chǎn)的需要。提高了輸鹵管道的輸鹵能力和效率，降低了制 鹽的生產(chǎn)成本。


圖1本發(fā)明所采用的裝置的示意圖；圖2本發(fā)明工藝流程的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1本發(fā)明所采用的裝置的示意圖，參照圖1所示，防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的裝 置，包括冷卻塔1，反應(yīng)罐2、沉降裝置3、儲(chǔ)鹵裝置4和稀釋罐5，其中冷卻塔1，反應(yīng)罐2、沉 降裝置3依次連接，而儲(chǔ)鹵裝置4和稀釋罐5并排連接至沉降桶。圖2本發(fā)明工藝流程的示意圖。參照圖2所示，首先，利用溫度降低，鹵水中硫 酸鈣的過飽和度產(chǎn)生并增加，易于結(jié)晶的原理，將鹵水通過冷卻塔1冷卻；其次，利用向鹵 水中加入石膏晶種進(jìn)行結(jié)晶，可以明顯降低鹵水中硫酸鈣過飽和度的原理，將鹵水泵入到 反應(yīng)罐，并向反應(yīng)罐內(nèi)加入石膏晶種，攪拌均勻，使鹵水與晶種充分混合，時(shí)間一般控制在 15-30min，使得大部分硫酸鈣結(jié)晶出來，硫酸鈣過飽和度降低，通過控制加入石膏晶種的質(zhì) 量和粒度來控制鹵水中硫酸鈣的過飽和度較佳去除率，試驗(yàn)研究證明由于晶體的生長和 晶體表面的活性增長點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)加入的晶種粒徑一定，用量越大，相應(yīng)的活性增長點(diǎn)也較 多，溶液中的硫酸鈣便會(huì)較快結(jié)晶出來，因此可以獲得較快的過飽和度去除率；同理，在加 入晶種的用量一定時(shí)，晶種的顆粒越小，比表面積越大，則過飽和度去除率越快。那本發(fā)明 對其加入量控制在1. 5g/l左右、粒度限制在30-40 μ m ；然后將鹵水泵入沉降桶內(nèi)，在沉降 桶內(nèi)，硫酸鈣得到進(jìn)一步結(jié)晶和充分沉淀；最后，從沉降桶內(nèi)溢流出來的清液，根據(jù)情況的 不同，可進(jìn)入到稀釋罐或儲(chǔ)鹵桶當(dāng)硫酸鈣過飽和度較小，能滿足輸鹵需要時(shí)，可直接進(jìn)入 到儲(chǔ)鹵桶中存儲(chǔ)，待輸送；當(dāng)硫酸鈣過飽和度還較大，不能滿足輸鹵需要時(shí)，可泵入到稀釋 罐，選擇加入少量淡水稀釋鹵水的濃度，或加入純堿，進(jìn)一步消除鹵水中的硫酸鈣過飽和 度，經(jīng)一定時(shí)間的攪拌沉降，達(dá)到輸鹵要求，再送入儲(chǔ)鹵桶中存儲(chǔ)，待輸送。對實(shí)施例1至4中所涉及到數(shù)據(jù)的解釋說明1、由于地下巖鹽硫酸鈉、硫酸鈣含量 的不均勻性，加上地下地質(zhì)情況較復(fù)雜，開采的礦鹵質(zhì)量變化大，因此實(shí)施例中礦鹵的各組 分的成分?jǐn)?shù)據(jù)取平均值；2、不同地區(qū)巖鹽中硫酸鈉、硫酸鈣含量不同，同一地區(qū)不同礦井的 巖鹽中硫酸鈉、硫酸鈣含量也各不相同，此處實(shí)施例所采用的礦鹵的成分為=NaCl含量約 為300g/l，Na2SO4含量約為20g/l，CaSO4含量約為1. 96g/l 脫硝鹵水的成分=NaCl含量約 為 310g/l, Na2SO4 含量約為 0. 285g/l，CaSO4 含量約為 6. 5g/l。硫酸鈣在不同溫度的飽和溶解度(即飽和度)(單位g/L)如下
權(quán)利要求
1.防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的裝置，其特征在于包括冷卻塔，反應(yīng)罐、沉降裝置、儲(chǔ)鹵裝 置和稀釋罐，其中冷卻塔，反應(yīng)罐、沉降裝置依次連接，而儲(chǔ)鹵裝置和稀釋罐并排連接至沉 降桶。
2.防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法，其特征在于包括以下的步驟(1)從礦區(qū)輸出的鹵水直接輸入冷卻塔冷卻；(2)從冷卻塔輸出的鹵水被輸送到反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐內(nèi)鹵水中的硫酸鈣分子與石膏晶 種反應(yīng)，附著在懸浮的石膏晶體上，鹵水中的硫酸鈣的飽和度降低；(3)從反應(yīng)罐輸出的鹵水輸入至沉降桶內(nèi)，析出的硫酸鈣沉淀經(jīng)沉淀后，符合輸鹵要求 的上清液輸送至儲(chǔ)鹵桶內(nèi)，然后輸送至企業(yè)進(jìn)行后續(xù)加工；不符合輸鹵要求的上清液輸送 至稀釋罐內(nèi)，加入淡水稀釋、降低硫酸鈣的過飽和度，或者加入純堿，通過反應(yīng)使碳酸鈣沉 淀析出，降低鹵水中硫酸鈣的含量；所述的輸鹵要求是鹵水的硫酸鈣過飽和度的工程經(jīng)驗(yàn)值控制在< 1. 01。
3.根據(jù)權(quán)利要求(3)所述的防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法，其特征在于步驟O)中所 述石膏晶種的加入量控制在1. 5g/l左右、粒度限制在30-40 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法，其特征在于步驟(1)中在冷 卻塔內(nèi)鹵水被冷卻至比環(huán)境溫度高8-10°C。
全文摘要
本發(fā)明公開一種防止鹽鹵輸送管道結(jié)垢的方法，其特征在于從礦區(qū)輸出的鹵水直接輸入冷卻塔冷卻，從冷卻塔輸出的鹵水輸送到反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐內(nèi)鹵水中的硫酸鈣分子與石膏晶種反應(yīng)，附著在懸浮的石膏晶體上，鹵水中的硫酸鈣的飽和度降低；從反應(yīng)罐輸出的鹵水輸入至沉降桶內(nèi)，析出的硫酸鈣沉淀經(jīng)沉淀后，硫酸鈣過飽和度的工程經(jīng)驗(yàn)值≤1.02的上清液輸送至儲(chǔ)鹵桶內(nèi)，然后輸送至企業(yè)進(jìn)行后續(xù)加工；不符合輸鹵要求的上清液輸送至稀釋罐內(nèi)，加入淡水稀釋，或者加入純堿，使鈣離子以碳酸鈣沉淀析出，降低鹵水中硫酸鈣的含量，進(jìn)一步消除鹵水中硫酸鈣的過飽和度。解決了硫酸鈣在輸送管道上的結(jié)垢問題，提高了輸鹵管道的輸鹵能力和效率。
文檔編號C01D5/16GK102060312SQ20101054409
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者劉正友, 張文廣, 蔣海斌, 黃成 申請人:江蘇井神鹽化股份有限公司, 江蘇省制鹽工業(yè)研究所