MVR技术在固铵蒸发结晶系统中的应用

AdvancementandInnovationof．ScienceandTechno!ogyMVR技术在固铵蒸发结晶系统中的应用李雪琼(楚雄滇中有色金属有限责任公司，云南楚雄675000)摘要：本文阐述了楚雄滇中有色金属有限责任公司铜冶炼烟气制酸尾气脱硫系统固铵工序，引用了MVR技术，与原有工艺相比，充分回用系统自身产生的热能，减少了外部供给蒸汽用量，有效增加了熔炼分厂余热发电产电量及蒸汽冷凝水回收量，最终达到节能创效的目的。关键词：制酸尾气脱硫；固铵蒸发结晶；MVR技术；热能回用；节能创效中图分类号：TF811文献标识码：A文章编号：11—5004(2016)12—0058—4楚雄滇中有色金属有限责任公司铜冶炼烟气制酸尾气脱硫系统固铵工序为常规的单效蒸发工艺，需要新鲜蒸汽作为热能加热硫酸铵液体物料来实现蒸发结晶。在硫酸铵蒸发过程中产生的二次蒸汽需要通过蒸汽冷凝器通入循环冷却水进行换热将其热量带走，二次蒸汽热能未得到充分利用，存在一次蒸汽消耗大，一次蒸汽冷凝水当作生产水使用等浪费现象。滇中公司经考察，将成熟可靠的MVR技术引用到固铵蒸发系统，将产生二次蒸汽经压缩机加热后回用于加热物料，充分利用二次蒸汽潜热，避免二次蒸汽利用循环水冷却造成的热能消耗，在不额外增加电能消耗的同时节约新鲜蒸汽消耗而增加蒸汽余热发电量，同时一次蒸汽冷凝水得到有效回收，最终达到节能增效的良性循环。本文介绍MVR技术的应用，以及与原有常规单效蒸发工艺进行对比。1名词解释1．1固锼工序固铵工序是将硫酸铵液体经过加热、蒸发、结晶、洪千制取成固体硫酸铵的生产工序。固体硫酸铵简称为固铵。1_2新鲜蒸汽新鲜蒸汽是熔炼车间艾萨炉烟气经余热锅炉降温后产生的经减温减压的饱和蒸汽，引出一部份用于固铵工序作为第一次加热物料的热源，在本文中也称为一次蒸汽。1_3一次蒸汽冷凝水一次蒸汽冷凝水。是指用于加热硫酸铵液体热能被利用后一次蒸汽形成的冷凝水。1．4二次蒸汽在固铵工序硫酸铵液体加热过程中蒸发器内产生的含少量硫酸铵的蒸汽，该部份蒸汽是用一次蒸汽加热物料被蒸发后产生的蒸汽，在本文中称为二次蒸汽。1_5二次蒸汽冷凝液二次蒸汽通过蒸汽冷凝器通入循环冷却水进行换热后形收稿日期：2016年9月作者简介：李雪琼，女，生于1976年，现在楚雄滇中有色金属有限责任公司任职，化工助理工程师。主要研究方向：铜冶炼工艺。成的含少量硫酸铵的冷凝水。1．6MVRMVR是机械蒸汽再压缩技术(MechanicalVaporRecompression)的简称。MVR的基本原理是将蒸发器原本需要用冷却水冷凝的二次蒸汽，经蒸汽压缩机压缩后提高其压力和饱和温度，增加热焓值，充分利用二次蒸汽的潜热，再送入蒸发系统加热器作为热源来加热料液，达到了节能的目的。2企业概况2．1滇中公司生产装置及工艺流程概况主要产品为粗铜、副产品为工业硫酸。粗铜冶炼工艺为艾萨炉+电炉+转炉，得到主产品粗铜。产能1O万吨／年，目前按7与万吨／年组织生产。180kt／a制酸系统是配套年产7．5万吨粗铜的烟气处理装置，负责处理艾萨炉、转炉及电炉工艺混合烟气，生产出产品工业硫酸。该套制酸系统在2010年6月艾萨炉投产前负责处理鼓风炉+连吹炉烟气。制酸工艺净化采用动一填一电稀酸洗涤流程，转化为(3+1)Ⅳ、I一Ⅱ、Ⅲ两次转化换热流程。千吸为两次吸收接触法工艺流程，制酸尾气脱硫为氨法吸收流程。2-2制酸尾气氨)去脱硫工序工艺简述千吸工序吸收塔出来的烟气经尾气吸收塔与含(NH)2SO。、NHHSO。的母液逆流接触，烟气中的SO被母液吸收使烟气中SO浓度达到国家排放标准后排放。吸收了SO。的母液中(NH)SO。转变为NHHSO。，在循环槽内通入氨水将NHHSO。转变为(NH)SO。使母液再生循环使用，达到工艺要求的部份母液用浓硫酸分解放出高浓度的SO气体返回制酸系统回收利用，分解液用氨水中和后得到合格的硫铵母液。硫铵母液经蒸发结晶、离心脱水、沸腾干燥后制取得固体硫酸铵。本文重点讲述将硫酸铵液体加热蒸发结晶得到固体硫酸按的处理工艺。2_3原有固铰工序工艺流程图(见图1)硫酸铵蒸发结晶生产原理：硫酸铵液体在蒸发结晶器内进行真空蒸发结晶，即在真空条件下，使加热后较高温度的硫铵循环液闪急蒸发，在蒸发出水分的同时，也带出水分显热和硫酸铵的结晶热，从而使蒸发结晶器内温度下降，扩大了硫铵结晶的过饱和区，获得了较多的结晶，同时，通过强制2016年12月期中国金属通报循环及蒸发结晶器内悬浮液的上升与下降，促成晶粒长大条件，以便得到均匀良好的硫铵结晶颗粒。硫酸铵蒸发结晶工艺简述：补入蒸发结晶系统的硫铵溶液在强制循环泵作用下在蒸发结晶器、硫铵加热器内不断循环。循环液通过加热器被一次蒸汽加热后，在蒸发结晶器内负压下闪急蒸发。蒸发产生的二次蒸汽通过蒸汽冷凝器通入循环冷却水进行换热