5万t_a球型食用盐生产装置调试试验.pdf

第3 7 卷第6 期2023年11月天津化工Tianjin Chemical IndustryVol.37No.6Nov.20235万t/a球型食用盐生产装置调试试验杨毅，王朝乾，张万，苏志川（天津长芦汉沽盐场有限责任公司，天津3 0 0 48 0）摘要：本文对蒸汽压缩机与强制循环蒸发系统生产球型食用盐进行了研究，主要研究了单效强制循环蒸发系统中的料液循环时间、循环泵的转速、结晶温度与压缩机频率对应关系等因素，及其对生产球型食用盐粒度和形状的影响，从而找出最优工艺参数，为工业化生产提供数据支持。关键词：球型食用盐；循环时间；压缩机频率；循环速度doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2023.06.034中图分类号：TQ082文献标志码：A文章编号：10 0 8-12 6 7(2 0 2 3)0 6-0 114-0 4球型食用盐是一种球形状的氯化钠晶体，区别于普通正六面体的氯化钠晶体，在蒸发过程中控制晶体成长和循环摩擦形成如鱼籽一般的球型晶体,由于其形状圆润、无棱角，添加到化妆品中利用其球型特性，可减小对使用者身体的摩伤，深受沐浴盐和洗面奶等化妆品添加剂的青睐。同时其粒度较大又为球型,可以作为研磨盐等高端的食用盐使用。球型食用盐最早在2 0 世纪8 0 年代由天津长芦汉沽盐场有限责任公司（简称汉沽盐场）单效自然循环蒸发结晶系统生产，但随着自然蒸发系统逐渐被强制蒸发系统取代，由于蒸发模式的改变，球型食用盐工艺控制成为了新的研究课题。目前，汉沽盐场、天津科技大学、大连盐场等多个单位均对球型食用盐进行了研究,取得了许多成果。汉沽盐场一直致力于应用强制蒸发系统生产球型食用盐，利用原有生产出鱼籽盐的经验和参数,建设了一套5万ta的鱼籽盐生产装置,将正六面体的氯化钠晶体通过强制循环蒸发结晶变为球型晶体。1生产球型食用盐主要参数的选择由于晶体排布的影响正常结晶的氯化钠晶体应该是正六面体，要生产球型氯化钠晶体就要收稿日期：2 0 2 3-0 5-2 910周宏湘.氧漂稳定剂的进展 .广西纺织科技,19 9 5(3):3 5-3 9.11陈婷婷,戴桦根,孙禹,等.棉纱线染色工艺的探讨 江苏丝绸,2 0 14(5):3 43 7.12贾路航.表面活性剂的复配及其在除油清洗中的应用 安徽化工,2 0 13,3 9(6):3 7-40.13王琛,卢吉超.马来酸酐-丙烯酸共聚物/FMES二元体系在皂洗中的应用 J.印染,2 0 2 2,48(3):50-52.14】李兴娜,魏超超,孙艳利,等.无磷皂洗剂的性能 .印染助剂,2 0 2 0,3 7(12):53-55.15周小菱.印染用阻垢剂WPW-3 的推广应用 ,北京纺织,19 9 2(5):60.16宋娜,王雅慧.循环冷却水系统绿色阻垢剂的研究进展 ,现代盐化工,2 0 2 2,49(2):16-18.第3 7 卷第6 期改变或破坏氯化钠的正常结晶过程，因此我们采用控制结晶温度与压缩机频率对应关系和结晶时间来影响结晶过程。结晶温度与压缩机频率对应关系主要为压缩机频率越高，产生的压缩蒸汽的温度就越高，而蒸汽加热后的料液温度对料液过饱和度影响较大,料液的过饱和度对结晶过程影响很大,料液的过饱和度决定着结晶过程所发生的不同过程及不同过程的速率，因此压缩机频率影响蒸发过程的温度，而蒸发过程的温度影响结晶过程2。在实际的氯化钠生产中，我们可以发现，影响结晶的因素不只是过饱和度，还有结晶时间3 ，结晶过程中，晶体在蒸发的料液中停留时间越长，对晶体的成长越有利。除了内在因素影响,还要考虑外力对晶体形状的影响。首先，晶体在蒸发循环过程中进行晶体之间的摩擦，只要料液中晶体之间有足够的摩擦,正六面体的氯化钠晶体就会改变原有形状，趋向于球型。同时,生产过程中强制循环泵扇叶在旋转过程中会产生摩擦,其旋转的速度大小决定了摩擦力的大小,对晶体的粒度和形状也会产生影响。因此,料液中的固态盐含量和循环泵旋转速度都成了影响摩擦的因素,间接影响了氯化钠晶体的形状4。所以,本次实验主要研究压缩机频率、结晶时间和循环速度对生产球型氯化钠晶体的影响，通过控制变量法研究各条件对生产球型氯化钠晶体的影响,从而找出最优工艺参数,为生产提供数据支持。2生产工艺5万t/a球型食用盐生产装置是由蒸汽压缩机、单效强制循环蒸发罐、离心脱水装置、干燥装置和加碘装置组成的生产系统。生产过程为利用蒸汽将蒸发罐中原料卤水加热至沸腾，产生二次蒸汽后，蒸汽压缩机再将蒸发系统中出来的二次蒸汽进行压缩，产生高品质的蒸汽，高品质的蒸汽再次作为蒸发系统的热源，生产过程循环往复，只需补充少量蒸汽弥补热损失；蒸发的原料杨毅等：5 万t/a球型食用盐生产装置调试试验3试验3.1原料原料盐为来自汉沽盐场的日晒海盐。通过蒸发系统产生的冷凝水溶解日晒海盐,形成氯化钠饱和溶液作为原料卤水。3.2生产装置蒸汽压缩机、单效强制循环蒸发系统、除沫器、二次汽洗汽塔、推料式离心机、干燥床装置、加碘装置、电子显微镜等。3.3调试过程与讨论3.3.1压缩机频率对蒸发结晶的影响探究首先，探究压缩机在哪种运行频率下，最有利于蒸发系统的结晶过程。将5 万t/a球型食用盐生产装置按照正常生产运转，运转后将压缩机频率调为45、46、47、48、49 和5 0 Hz六个档次，分别连续运转一周左右。记录每个频率下，平均日产量、粒度150120906030F045图1压缩机频率与平均日产量的关系115卤水在蒸发罐进行结晶，晶体与原料卤水在蒸发罐中循环，直至晶体粒度成长较大后，靠重力作用落到蒸发罐的盐脚处，再经过盐浆泵将盐脚的盐浆泵人离心脱水机进行脱水，利用热空气进行干燥，之后进行加碘，最终得到球型食用盐。原料采用汉沽盐场的日晒海盐，利用蒸汽冷凝水溶解日晒海盐，形成氯化钠饱和溶液作为蒸发系统的原料卤水，通过单效强制蒸发结晶，进行排盐和甩卤，生产出球型食用盐本套装置是将日晒海盐进行溶解，再通过改变蒸发结晶的温度、循环时间和循环速度的过程，改变氯化钠晶体形状，由原来的正六面体形状改变为球型。14647频率/Hz484950116天津化工2023年11 月+4546 4750?4849-50%/用4030201000.4500.3550.4500.2800.3550.1500.2800.150图2 压缩机频率与粒度分布的关系30F201045图3压缩机频率与筛分后球型盐占总产量比例的关系分布和球型晶体占总产量的比例，结果见图1 图3。由图1可知，当频率低时，总产量相对较低。由图2 可知,频率较高时，小粒度晶体增加,分析原因是，温度升高，结晶速度加快，系统中产生较多晶核，但溶液中氯化钠总量一定,因此导致粒度减小。由图3 可知,压缩机频率对晶体结晶的形状改变影响不大。3.3.2结晶时间对蒸发结晶的影响探究将5 万t/a球型食用盐生产装置按照正常生产运转，运转后将压缩机频率调为47 48 Hz,待系统中有大量晶体出现开始，循环1、2、3、4、5、6h之后进行排盐。记录每个循环时间下，粒度分布和球型晶体占总产量的比例，结果见图4、图5。由图4和图5 可知，结晶后循环时间越长，球型盐占比越大，但考虑生产成本，生产时间不宜50一1h-2h+3h-4h%/早水4030201000.450 0.3550.450.0.280.3550.1500.2800.150图4循环时间与粒度分布的关系504030201001粒度/mm图5 循环时间与筛分后球型盐占总产量比例的关系过长，因此定为结晶后循环3 4h。3.3.3循环泵频率对蒸发结晶的影响探究生产过程中发现，产品中出现许多碎裂的球型晶体，究其原因是循环泵旋转过快，导致破碎。因此，增设一组改变循环泵频率的实验，频率越4647频率/Hz粒度/mm124849+5h-6h3循环时间/h50大，循环泵转速越快，探索的循环泵频率为3 5、40、45、5 0 H z。记录循环泵每个频率下,球型晶体占总产量的比例和破碎晶体占总产量的比例，结50F403020101035图6 行循环泵频率与筛分后球型盐占总产量比例的关系3上%20135图7 循环泵频率与破碎晶体占总产量比例的关系果见图6、图7。由图6 和图7 可知,循环泵频率越低,破碎晶体量越小，考虑生产效率，将循环泵频率定为40Hz左右。通过电子显微镜对四组实验生产出的氯化钠进行观察和分析（见图8），发现能成为球型晶体的粒度一般在0.3 5 mm以上，小粒度的晶体很44045频率/Hz4045频率/Hz550506第3 7 卷第6 期杨毅等：5 万t/a球型食用盐生产装置调试试验1170.45mm以0.3550.450 mm0.2800.355mm0.1500.280 mm图8 氯化钠晶体电子显微镜成像难成为球型晶体。率更大，当破碎率增大时，球型晶体减少，间接影总之，通过以上四组实验，我们可以得出以响球型食用盐的产生。下结论。4)通过对球型食用盐晶体的观察和研究，我1)压缩机运行的频率能够影响结晶温度，从们得出粒度较大的氯化钠晶体易被生产为球型而决定生产能力的大小和晶体粒度的分布,因此食用盐，粒度较小的较难被生产为球型食用盐。间接影响球型食用盐的产生。2)料液循环时间决定了晶体成长时间和晶体之间的摩擦时间，盐浆循环时间越长，产生的晶体粒度相对越大，同时晶体之间摩擦的时间越长，越有利于球型食用盐的产生，因此循环时间是生产球型食用盐的关键因素。3)循环泵频率可以影响循环速度，速度越快晶体的破碎率越大，尤其是粒度较大的晶体破碎0.15mm以下参考文献：1王朝乾,刘立平.强制循环法鱼籽盐生产工艺研究 盐业与化工,2 0 15,44(1):17-19.2赵国勇,符宇航,魏星.温度对盐粒度的影响探索 中国井矿盐,2 0 14.45(2):7-9.3沙作良,周玲,张广林.真空制盐结晶过程影响因素分析 天津科技大学,2 0 0 8(4):3-6,13.4】王云生,沙作良,武首香,等.晶体粒径对碰撞成核的影响,化学读书兴邦阅读赋能