針對客戶公司需要結(jié)晶出重鉻酸鈉的水質(zhì)特點(diǎn)，康景輝蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)部選擇使用三效蒸發(fā)器系統(tǒng)，蒸發(fā)結(jié)晶物料溶液，以得到重鉻酸銨晶體。 三效蒸發(fā)器作為蒸發(fā)設(shè)備，廣泛適用于化工行業(yè)、金屬礦業(yè)的冶煉、大型鋼廠的酸洗廢液等有結(jié)晶體析出溶液的蒸發(fā)結(jié)晶。
為什么要選擇三效蒸發(fā)器來蒸發(fā)結(jié)晶重鉻酸鈉？方案分析及選型分析如下：
一、重鉻酸鈉簡介及適用范圍
重鉻酸鈉紅色至桔紅色結(jié)晶。略有吸濕性。100℃時(shí)失去結(jié)晶水，約400℃時(shí)開始分解。易溶于水，不溶于乙醇，水溶液呈酸性。1%水溶液的pH為4，10%水溶液的pH為3.5。相對密度2.348。熔點(diǎn)356.7℃（無水品）。有強(qiáng)氧化性，與有機(jī)物摩擦或撞擊能引起燃燒。
重鉻酸鈉用來制造鉻鹽的原料（出產(chǎn)鉻酸酐、氧化鉻綠和重鉻酸鉀等）。出產(chǎn)堿性湖蘭染料、糖精、合成樟腦及合成纖維用作氧化劑紅礬。
重鉻酸鈉也是一種用來制造鉻鹽的原料，在醫(yī)藥工業(yè)常用作生產(chǎn)氨苯砜、苯佐卡因、葉酸、雷佛奴爾等氧化劑。印染工業(yè)用作苯胺染料染色時(shí)的氧化劑，硫化還原染料染色時(shí)的后處理劑，酸性媒染染料染色時(shí)的媒染劑。制革工業(yè)用作鞣革劑。電鍍工業(yè)用于鍍鋅后鈍化處理，以增加光亮度。玻璃工業(yè)用作綠色著色劑。
二、重鉻酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶過程分析
常見的重鉻酸鈉處理方法：一般以硫酸法生產(chǎn)重鉻酸鈉，硫酸法是將鉻酸鈉中性液先蒸發(fā)至一定濃度，用洗液稀釋，加入濃硫酸酸化，使鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉，經(jīng)兩次蒸發(fā)，使硫酸鈉完全除去，再經(jīng)澄清，取澄清液冷卻至40℃以下進(jìn)行結(jié)晶，固液分離制得。晶漿中往往含有大量硫酸鈉，那么這種情況下，控制溶液的酸化率很重要。
康景輝水質(zhì)檢測部，對物料溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況得到如下結(jié)論：
觀察結(jié)晶情況，先將高溫溶液進(jìn)行緩慢降溫，初始溫度為65℃，當(dāng)溫度接近55℃時(shí)加入晶種，開始析出晶體，到45℃時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)較多晶體。結(jié)晶終點(diǎn)溫度可以控制到40℃左右，得到了重鉻酸鈉晶體，大顆粒晶體尺寸為3mm,小顆粒晶體0.5mm。小顆粒晶體可以作為晶種回用。
三、重鉻酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的選擇
通過康景輝水質(zhì)檢測實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，再根據(jù)重鉻酸鈉的溶解度進(jìn)行分析：康景輝工藝設(shè)計(jì)部認(rèn)為適合重鉻酸鈉結(jié)晶的溶液的濃度是Na2Cr2O7·2H2O%為83%-84%，如果以Na2Cr2O7計(jì)算，濃度在74%左右比較合適，濃度太大，在冷卻結(jié)晶過程中不易控制過飽和度，易出現(xiàn)大量結(jié)晶，而導(dǎo)致結(jié)晶顆粒太細(xì)。
根據(jù)平衡計(jì)算結(jié)合物料的結(jié)晶動(dòng)力參數(shù)通過合理流暢模擬最終得出結(jié)晶器的體積、外型結(jié)構(gòu)等。過飽和度、晶體生長速率、晶體停留時(shí)間等結(jié)晶條件，是影響產(chǎn)品的晶型、粒度分布的主要因素。
因此康景輝工藝設(shè)計(jì)認(rèn)為重鉻酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶工藝采用三效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)工藝，較為適宜該產(chǎn)品，設(shè)計(jì)處理量按110%的考慮。
工藝設(shè)計(jì)過程：
物料：含重鉻酸鈉溶液進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)結(jié)晶采用三效強(qiáng)制錯(cuò)流流程，溶液首先由泵輸送到一效冷凝水預(yù)熱器，在進(jìn)入三效蒸發(fā)器，回流進(jìn)入一效蒸發(fā)器，進(jìn)入二效蒸發(fā)器。
蒸汽：經(jīng)一效蒸發(fā)后蒸氣作為熱源進(jìn)入到二效蒸發(fā)器的加熱室，經(jīng)二效蒸發(fā)后蒸氣作為熱源進(jìn)入到三效蒸發(fā)器的加熱室，經(jīng)三效蒸發(fā)后蒸氣進(jìn)入到冷凝器冷凝，經(jīng)二效蒸發(fā)器濃縮出來的濃縮液由泵送到結(jié)晶器。
物料溶液首先經(jīng)冷凝水預(yù)熱后進(jìn)蒸發(fā)器，充分利用了高溫冷凝水的熱量。其余冷凝水由泵排出，鍋爐回用或排放。
三效蒸發(fā)器工藝設(shè)計(jì)時(shí)考慮到能耗問題，因此采用外循環(huán)蒸發(fā)器加結(jié)晶器，這樣組合的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)具有動(dòng)力消耗低、清洗簡單，便于操作的特點(diǎn)。
整套重鉻酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶三效蒸發(fā)器在選擇時(shí)，康景輝綜合水質(zhì)參數(shù)、物料處理量、蒸發(fā)量等利用MDP蒸發(fā)器設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)備計(jì)算，循環(huán)量的計(jì)算，循環(huán)量和生長容積，以及分離器、結(jié)晶器進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇合適的重鉻酸鈉鹽的濃度控制，不易產(chǎn)生結(jié)疤現(xiàn)象，可以根據(jù)沉降速度和母液中鹽含量，使蒸發(fā)器內(nèi)的晶體達(dá)到理想狀態(tài)。康景輝所生產(chǎn)的三效蒸發(fā)器因工藝可控性高，操作簡便，穩(wěn)定性好的優(yōu)勢，受到眾多化工廠客戶的青睞。
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