以下是關于年產10萬噸硫酸鋁蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的詳細設計與工藝說明：

一、年產10萬噸的硫酸鋁蒸發(fā)結晶系統(tǒng)工藝流程

1.預處理：

將硫酸鋁原料進行預處理，去除雜質，如未反應的礦渣、膠體等。

調節(jié)溶液pH至2~3，避免水解生成氫氧化鋁沉淀。

若含有鐵離子等雜質，可通過離子交換或沉淀法去除。

2.蒸發(fā)濃縮：

設備選擇：采用三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，具有傳熱系數高、蒸發(fā)強度大、便于操作、能耗合理的特點。

工藝流程：稀溶液先進入三效蒸發(fā)器，依次經過二效、一效蒸發(fā)器，濃縮液從一效出料。

操作條件：蒸發(fā)溫度控制在80~100℃，避免硫酸鋁分解。終點濃度控制溶液密度至1.3~1.4g/cm3。

3.結晶：

將濃縮后的熱溶液轉移至結晶器，緩慢降溫至30~50℃，誘導晶體析出。

可加入少量硫酸鋁晶種，控制晶粒大小和均勻性。

采用溫和攪拌（轉速20~50rpm），促進傳質，避免晶粒破碎。

4.固液分離：

采用臥式螺旋離心機或刮刀離心機分離晶體與母液。

用少量純水或稀硫酸鋁溶液洗滌晶體，去除表面殘留母液。

5.干燥：

采用流化床干燥機、旋轉閃蒸干燥機或帶式干燥機。

干燥溫度控制在80~100℃，避免晶體脫水過度。

6.母液處理：

部分母液返回蒸發(fā)系統(tǒng)循環(huán)利用，減少原料浪費。

剩余母液需中和處理后排放。

二、年產10萬噸的硫酸鋁蒸發(fā)結晶系統(tǒng)設備選型

1.蒸發(fā)器：優(yōu)先選擇三效強制循環(huán)蒸發(fā)器或多效蒸發(fā)器，也可考慮MVR蒸發(fā)器以降低蒸汽消耗。

2.結晶器：奧斯陸結晶器或DTB結晶器，適合連續(xù)生產。

3.離心機：臥式螺旋離心機或平板離心機。

4.干燥機：流化床干燥機或旋轉閃蒸干燥機。

5.材質與防腐

由于硫酸鋁溶液呈酸性，設備需采用316L不銹鋼、鈦材或襯塑材質。

采用負壓低溫蒸發(fā)，操作溫度在120℃以下，可有效減輕料液對設備的腐蝕。

6.能耗與運行成本

三效蒸發(fā)結晶技術運行費用較低，以每小時處理20噸原料液為例，需蒸發(fā)水分10噸，可得到10噸產品。

MVR蒸發(fā)器雖然投資較高，但長期運行能耗更低，適合大規(guī)模生產。

7.環(huán)保要求

廢氣：蒸發(fā)冷凝水需處理，可能含微量酸性氣體。

廢渣：干燥尾氣需除塵，母液處理產生的污泥需合規(guī)處置。

通過以上工藝設計和設備選型，可以實現年產10萬噸硫酸鋁的高效蒸發(fā)結晶生產，同時滿足環(huán)保和經濟的要求。