1.工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

(1)物料特性分析

氯化銨物性：

溶解度：高（20℃時(shí)29.7g/100g水，100℃時(shí)77.3g/100g水），需控制過飽和度防結(jié)垢。

熱敏性：100℃以上易分解為NH?和HCl，蒸發(fā)溫度建議≤85℃。

腐蝕性：氯離子腐蝕（尤其pH＜7時(shí)），需316L/2205雙相不銹鋼或鈦材。

進(jìn)料條件：

典型濃度：10-15%進(jìn)料，濃縮至40-45%后結(jié)晶。

雜質(zhì)：可能含微量NH?、Ca2?、Mg2?（需預(yù)處理防結(jié)垢）。

(2)工藝流程選擇

強(qiáng)制循環(huán)MVR結(jié)晶工藝（推薦）

1.蒸發(fā)濃縮：MVR蒸發(fā)至近飽和。

2.結(jié)晶生長：在結(jié)晶器內(nèi)控制過飽和度（ΔC=1-3%），生成≥0.3mm晶粒。

3.固液分離：離心機(jī)+流化床干燥（成品含水率≤0.5%）。

2.核心設(shè)備技術(shù)參數(shù)

(1)MVR蒸發(fā)器

類型：強(qiáng)制循環(huán)式（避免沸騰區(qū)結(jié)垢）。

設(shè)計(jì)參數(shù)：

蒸發(fā)量：15t/h（淡水蒸發(fā)）。

操作溫度：70-85℃（壓縮機(jī)溫升ΔT=8-12℃）。

換熱面積：~300m2（按蒸發(fā)強(qiáng)度50kg/m2·h計(jì)算）。

材質(zhì)：加熱管2205雙相鋼，殼體316L。

(2)蒸汽壓縮機(jī)

選型：離心式壓縮機(jī)（適合大流量，15t/h對應(yīng)約12,000m3/h進(jìn)氣量）。

壓比：1.8-2.2（出口溫度≤90℃）。

功率：~250kW（變頻控制，適應(yīng)負(fù)荷變化）。

節(jié)能要點(diǎn)：采用中間補(bǔ)汽設(shè)計(jì)，降低電耗。

(3)結(jié)晶系統(tǒng)

OSLO結(jié)晶器（推薦）：容積：~15m3（停留時(shí)間≥1h）。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

內(nèi)設(shè)導(dǎo)流筒+淘洗腿，控制晶核數(shù)量。

在線粒度監(jiān)測（激光衍射儀）。

抗垢措施：底部設(shè)置晶漿循環(huán)泵（軸流式，流量~200m3/h）。定期超聲除垢。

(4)輔助設(shè)備

預(yù)熱器：板式換熱器（回收冷凝水熱量，提升進(jìn)料溫度至60℃）。

真空系統(tǒng)：水環(huán)真空泵（維持系統(tǒng)絕對壓力30-50kPa，降低沸點(diǎn)）。

離心機(jī)：臥式活塞推料離心機(jī)（處理量3-5t/h，分離因數(shù)≥800）。

3.自動控制策略

(1)核心控制回路

過飽和度控制：通過在線密度計(jì)+溫度傳感器計(jì)算實(shí)時(shí)過飽和度，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)料量。

結(jié)晶粒度調(diào)控：采用PID+前饋控制，調(diào)整晶漿循環(huán)速率與淘洗水流速。

安全聯(lián)鎖：溫度＞90℃或壓力＜25kPa時(shí)自動停機(jī)。

(2)智能優(yōu)化

大數(shù)據(jù)分析：記錄歷史結(jié)垢周期，預(yù)測清洗時(shí)間。

能效管理：動態(tài)匹配壓縮機(jī)功率與蒸發(fā)負(fù)荷（噸水電耗≤25kWh）。

4.防腐蝕與維護(hù)要點(diǎn)

1.材質(zhì)選擇：接觸濕氯化銨的部件：2205雙相鋼（臨界區(qū)域襯鈦）。

2.清洗方案：每周CIP清洗（1%硝酸+緩蝕劑）。每月機(jī)械除垢（高壓水射流）。

3.監(jiān)測手段：定期壁厚檢測（超聲波測厚儀重點(diǎn)關(guān)注焊縫）。

5.經(jīng)濟(jì)性與能耗

運(yùn)行成本：

蒸汽消耗：≈0（MVR無生蒸汽消耗，僅啟動時(shí)少量使用）。

電耗：~28-32kWh/t水（壓縮機(jī)占70%，泵組占30%）。

投資估算：

設(shè)備總價(jià)：￥800-1,200萬（含自動化系統(tǒng)）。

回收期：2-3年（對比多效蒸發(fā)節(jié)能40%以上）。

6.常見問題解決方案

問題1：晶體過細(xì)

對策：降低結(jié)晶器過飽和度（ΔC＜1.5%），增加晶種投加。

問題2：壓縮機(jī)喘振

對策：增設(shè)防喘振閥，控制進(jìn)氣流量＞最小流量。

問題3：母液夾帶

對策：分離室增設(shè)除霧器（效率≥99.9%）。

15t/h氯化銨MVR蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備需以控制過飽和度和防腐蝕為核心，通過強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)+OSLO結(jié)晶工藝組合，結(jié)合智能控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)：

結(jié)晶粒度：D50≥0.35mm

噸水綜合能耗：≤30kWh

連續(xù)運(yùn)行周期：≥30天

建議與具備氯化銨項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的EPC廠商合作，重點(diǎn)驗(yàn)證材質(zhì)耐蝕性和結(jié)晶動力學(xué)參數(shù)。