兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鎂的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到海水淡化濃海水、海水、地下鹵水制鹽母液綜合利用領(lǐng)域，尤其適應(yīng)28波美度以上苦齒蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)氯化鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鎂的鹽化企業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]以制鹽母液或鹽湖鹵水為原料兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀，是引進前蘇聯(lián)于上世紀(jì)50年代采用的苦鹵綜合利用技術(shù)。我國北方海水制鹽企業(yè)一直沿用此技術(shù)，并作了很大的改進。工藝趨于完善，能耗逐步降低。它不失為濃海水制鹽母液綜合利用、實現(xiàn)濃海水零排放的優(yōu)選工藝。
[0003]但兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀是能耗比較高的技術(shù)，目前最好的生產(chǎn)企業(yè)氯化鉀噸產(chǎn)品耗蒸汽15噸/噸以下。蒸發(fā)過程要析出大量的高溫鹽，其主要成分為:氯化鈉和一水硫酸鎂，以及因母液夾帶損失的鉀、溴、鎂等元素。通常每噸氯化鉀復(fù)產(chǎn)8 —10噸/噸高溫鹽。目前采用的生產(chǎn)工藝為:高溫鹽漿苦鹵稀釋，經(jīng)真空過濾機固液分離，濾餅再稀釋、分散，由旋液分離器或錐蘭離心機分離氯化鈉，洗滌回收。漿料通過板框壓濾后生產(chǎn)一水硫酸鎂，壓濾母液排出系統(tǒng)，待回收。高溫鹽母液夾帶是氯化鉀收益率低的主要原因(占15 — 20% )，目前，管理好企業(yè)氯化鉀的收益率僅為70%。近年來，亦有鹽化企業(yè)為了提高氯化鉀的收益率，降低蒸發(fā)負(fù)荷，采用制鹽苦鹵在進入氯化鉀系統(tǒng)之前冷凍生產(chǎn)七水硫酸鎂，取得了明顯的效果。但是，由于制鹽苦鹵含硫酸鎂較低，生產(chǎn)過程部分工藝存在問題，至硫酸鎂產(chǎn)品耗電維持在380KWH —400KWH/噸左右。隨著海水淡化濃海水處理的需要和國家環(huán)境保護措施的嚴(yán)格，生產(chǎn)企業(yè)對苦鹵綜合利用的治理更趨緊迫。加之，國內(nèi)海水制鹽大部分母液沒有綜合利用，市場亟待開發(fā)，尋求技術(shù)經(jīng)濟更高的生產(chǎn)工藝，迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明依據(jù)苦鹵析鹽規(guī)律，制鹽母液僅對氯化鈉飽和，對鉀、溴、氯化鎂等元素均不飽和。以制鹽鹵水溶解高溫鹽濾餅或生產(chǎn)一水硫酸鎂產(chǎn)品回收的母液中懸浮的一水硫酸鎂，經(jīng)過溶解固相硫酸鎂、分離回收固相氯化鈉，苦鹵濃度由28.0-31.5波美度提高到29.5-33.0波美度；制鹽苦鹵初始的波美度加入高溫鹽后混合鹽漿后濃度提高了 1.5-2.5波美度；使冷凍硫酸鎂在能耗不變的情況下，產(chǎn)量翻番。硫酸鎂晶體直接蒸發(fā)失掉結(jié)晶水生產(chǎn)一水硫酸鎂?？帑u中鉀、溴、氯化鎂濃度得到提高，氯化鈉濃度明顯降低。該苦鹵進入氯化鉀系統(tǒng)，降低了蒸發(fā)過程中的蒸汽消耗，可逐步減少氯化鉀蒸發(fā)過程中老鹵(氯化鎂)兌入量，直至不兌鹵。優(yōu)化了氯化鉀生產(chǎn)工藝。
[0005]一種以制鹽苦鹵為原料溶解高溫鹽中一水硫酸鎂的工藝過程和組合裝置:以制鹽苦鹵為原料溶解高溫鹽的過程是一水硫酸鎂溶解、氯化鈉鹽析的過程。過程中，除了高溫鹽帶入氯化鈉以外，也要分離制鹽苦鹵降溫、鹽析生成的氯化鈉產(chǎn)品，進入生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鎂的裝置，在分散混合器X上設(shè)置有高溫鹽濾餅和制鹽苦鹵Xl的入口，分散混合器X2連接風(fēng)冷塔Fl上部；風(fēng)冷塔Fl自底部F2排出，連接連續(xù)式溶鹽器R ;連續(xù)式溶鹽器R2送入氯化鈉增稠器NI入口，增稠器N3固相連接氯化鈉回收系統(tǒng)；增稠器N2液相苦鹵連接硫酸鎂預(yù)冷器H3，硫酸鎂預(yù)冷器H的預(yù)冷苦鹵H4連接硫酸鎂結(jié)晶器L3進入硫酸鎂結(jié)晶器L生產(chǎn)硫酸鎂；硫酸鎂結(jié)晶器漿料L2連接硫酸鎂增稠器M ;冷母液M2經(jīng)預(yù)冷器Hl自預(yù)冷器H2連接氯化鉀蒸發(fā)器Z3 ;硫酸鎂漿料Ml連接硫酸鎂緩沖槽D，經(jīng)硫酸鎂輸送泵D2連接活塞推料離心機A ;晶體硫酸鎂Al連接閃蒸干燥器SI，固相自閃蒸干燥器上部S2連接氣固分離器P2 ;成品自成品計量器Pl產(chǎn)出。
[0008]所述的混合苦鹵X2可以不經(jīng)過風(fēng)冷塔F，直接連接硫酸鎂預(yù)冷器H3，經(jīng)硫酸鎂預(yù)冷器H4出口連接連續(xù)式溶鹽器R ;連接連續(xù)式溶鹽器R2出口自氯化鈉增稠器NI入口，增稠器N3固相出口連接氯化鈉回收系統(tǒng)；增稠器N2液相出口連接硫酸鎂結(jié)晶器L生產(chǎn)硫酸鎂。
[0009]本發(fā)明的兌鹵法生產(chǎn)氯化鉀聯(lián)產(chǎn)硫酸鎂的方法:氯化鉀高溫蒸發(fā)的完成夜，經(jīng)保溫沉降器分離高溫鹽濾餅，采用制鹽母液(苦鹵)按比例溶解其中全部的一水硫酸鎂。
[0010]I).由氯化鉀產(chǎn)生的高溫鹽漿經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾機G提供的高溫鹽和28.0—31.5波美度的制鹽苦鹵XI，分別進入分散混合器X，控制混合鹽漿濃度29.5—33.0波美度?；旌消}漿溫度為常溫?70°C;混合苦鹵經(jīng)X2同風(fēng)冷塔Fl對接降溫；自底部F2排入連續(xù)式溶鹽器R，鹽漿溫度為20?30°C ;經(jīng)過90?125分鐘連續(xù)溶解硫酸鎂；此時，固相中有氯化鈉存在、生成；混合苦齒自連續(xù)串聯(lián)式溶鹽器R2排入氯化鈉增稠器NI分離氯化鈉；固相氯化鈉漿料自增稠器N3排入緩沖槽Y1，并由緩沖泵Y2泵入氯化鈉回收系統(tǒng)或精制鹽固液分離系統(tǒng)；澄清苦鹵經(jīng)增稠器N2進入硫酸鎂預(yù)冷器H3，與硫酸鎂冷母液換熱，降溫至10°C后，由苦鹵冷母液H4排出，連接冷凍結(jié)晶器L3生產(chǎn)硫酸鎂；
[0011]2)冷凍結(jié)晶器L排出的-5°c硫酸鎂冷凍完成液(苦鹵)L2進入保溫硫酸鎂增稠器M ;冷母液苦鹵M2連接預(yù)冷器Hl換熱，至冷凍苦鹵升至常溫或制鹽母液略低的溫度通常為500C以下；預(yù)熱后的苦鹵經(jīng)H2連接氯化鉀蒸發(fā)器Z3控制不兌老鹵進入氯化鉀蒸發(fā)系統(tǒng)，鉀鹽在蒸發(fā)過程自高溫鹽中析出，生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品；硫酸鎂增稠器M底部排出的固相漿料Ml排入緩沖槽D，經(jīng)緩沖槽D2連接活塞推料式離心機A固液分離；固相硫酸鎂Al輸送至結(jié)晶水閃急蒸發(fā)干燥器SI，進入高溫280°C?380°C度氣流沸騰床，失去硫酸鎂結(jié)晶水，失水后的一水硫酸鎂由閃急蒸發(fā)干燥器S2上部吹出連接旋風(fēng)分離器P2，得到一水硫酸鎂產(chǎn)品。
[0012]另外，以制鹽苦鹵溶解生產(chǎn)一水硫酸鎂回收的母液中懸浮的固相硫酸鎂，該母液亦可加入制鹽苦齒，經(jīng)過溶解固相硫酸鎂、分離氯化鈉，不進入冷凍七水硫酸鎂系統(tǒng)，直接進入氯化鉀蒸發(fā)系統(tǒng)回收母液。
[0013]所述制鹽苦鹵成分為:硫酸鎂:60?90g/l ;氯化鎂:110?160g/l ;氯化鉀:20?32g/l ;氯化鈉:105 ?150g/l。
[0014]所述的混合苦鹵X2不經(jīng)過風(fēng)冷塔F，直接進入預(yù)冷器H冷至常溫，排入連續(xù)串聯(lián)式溶鹽器R。
[0015]所述鹽漿溫度為20?30°C，經(jīng)過90-125分鐘連續(xù)溶解硫酸鎂，此時混合苦鹵呈澄清狀態(tài)，液相苦鹵成分為:硫酸鎂:90?140g/l ;氯化鎂:120?165g/l ;氯化鉀:22.0?33.5g/l ;氯化鈉:85 ?135g/l。
[0016]所述的固相硫酸鎂Al輸送至結(jié)晶水閃急蒸發(fā)器SI，在提高閃蒸干燥器固定床一水硫酸鎂高度的情況下，在干燥器內(nèi)，干燥完成的一水硫酸鎂重量是進入干燥器七水硫酸鎂重量的8—12倍；七水硫酸鎂進入流化床。
[0017]所述的步驟I)中:高溫鹽和制鹽苦鹵混合后漿料控制濃度為:29.5—33.0波美度；溫度為:常溫一70°C ;混合苦鹵經(jīng)X2同風(fēng)冷塔Fl對接降溫。
[0018]所述步驟2)中:預(yù)熱后的苦鹵經(jīng)H2連接氯化鉀蒸發(fā)器Z3控制不兌老鹵進入氯化鉀蒸發(fā)系統(tǒng)，鉀鹽在蒸發(fā)過程自高溫鹽中析出，生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。
[0019]具體說明如下:
[0020]由氯化鉀產(chǎn)生的高溫鹽漿經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾機G提供的高溫鹽和28.0 — 31.5波美度的制鹽苦鹵XI，分別進入分散混合器X，控制混合鹽漿濃度29.5— 33.0波美度(通常，制鹽苦鹵加入高溫鹽后混合鹽漿濃度提高1.5-2.5波美度)。高溫鹽成分為:硫酸鎂:38—45% ;氯化鎂:5—10% ;氯化鉀:1.5—3% (1-6% );氯化鈉:15 — 25% (35 - 45% )?制鹽苦鹵成分為:硫酸鎂:60—90g/l ;氯化鎂:110 — 160g/l ;氯化鉀:22— 32g/l ;氯化鈉:105—150g/l.因