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工艺设计

每日150吨三氯化铁三效蒸发器

概述

1. 项目内容:现场情况

浓缩前是 10%的全铁,约 28%氯化铁产品进入三效蒸发系统,获得浓度 38.5~40%的产品,浓缩后的三氯化铁 3万吨/年。

设计:每天 150吨的三氯化铁溶液,主要成分如下:28%的三氯化铁,≤0.5%的 HCL,另含有少量其它杂质。

处理工艺要求:

(1)原液浓缩后,三氯化铁浓度大于 38.5%。

(2)含少量 HCL的蒸发冷凝液收集储存

(3)原料温度 25度。

  • 蒸汽价格:300元/吨
  • 电:0.7元/度

2. 设计思路

采用 3效蒸发装置对原液进行浓缩处理,设计日处理 150吨(年运行时间按 300天计算)的处理装置一套。

设计蒸发能力:进料每小时 6.25吨,蒸发量:1.75~1.875吨

3. 设计条件

装置采用 0.5MPa(表压)饱和蒸汽作为热源。

溶液特点及工艺选择

氯化铁(ferric chloride),化学式 FeCl3。是一种共价化合物。为黑棕色结晶,也有薄片状,熔点 306℃、沸点 315℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。

FeCl3从水溶液析出时带六个结晶水为 FeCl3·6H2O,六水合氯化铁是橘黄色的晶体。氯化铁是一种很重要的铁盐。

物理性质

  • 外观与性状:黑棕色结晶,粉状也略带块状
  • 熔点(℃):306
  • 沸点(℃):319
  • 相对密度(水=1):2.90
  • 相对蒸气密度(空气=1):5.61
  • 溶解性:易溶于水,不溶于甘油,易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙醚

蒸发工艺

蒸发装置选型:预热器+3效蒸发,两用型工艺流程及操作工艺详细说明:

三氯化铁三效蒸发工艺流程图
三氯化铁三效蒸发工艺流程图

*图1:三氯化铁三效蒸发工艺流程图*

主要构筑物设计

主要建筑物

本工艺主要建筑物为三效等装置,采用钢结构,主体装置长8米,宽5米,高10米。

项目设备表

每日150吨三氯化铁,蒸发能力1.9T/h,3效蒸发

类别序号位号货物名称规格、型号数量价格万元
1 蒸发器1F-0101一效加热器石墨块孔,加热面积:120m²114.76
2E-0101一效分离室Φ1200mm111
3F-0102二效加热器石墨加热块孔,面积:100m²115.3
4E-0102二效分离室Φ1200mm111
5F-0103三效加热器石墨块孔,加热面积:100m²115.3
6E-0103三效分离室Φ1200mm111
7E-01041效冷凝水预热器石墨块孔,传热面积:10m²11.23
8E-01053效冷凝水预热器石墨块孔,传热面积:10m²11.53
9E-0106尾气预热器石墨块孔,传热面积:20m²13.06
10E-0107冷却器石墨传热面积:5m²10.765
11E-0108冷凝器石墨传热面积:120m²114.76
12V-0101冷凝液罐容积:3m³;PP11.5
合计 1101.205
2 泵类1P-0101A/B蒸发进料泵四氟磁力泵:Q=8m³/h普通电机,一开一备21.6
2P-0102A/B蒸发出料泵四氟磁力泵:Q=5m³/h普通电机,一开一备21.4
3P-0103A/B冷凝水泵四氟磁力泵:Q=5m³/h普通电机,一开一备21.4
4P-0104A/B真空系统水喷射真空系统,内部换热器,一开一备22.5
合计 26.9
3 阀门、管道类1截止阀1套
2疏水阀1套
3四氟手动球阀1套
4PP手动球阀1套
5止回阀1套
6电动调节阀 1生蒸汽电动阀1个
7电动调节阀 2一效进料电动阀1个
8电动调节阀 3二效进料电动阀1个
9电动调节阀 4三效进料电动阀1个
合计 34
4 仪表类1TI-0101温度变送器 1循环冷却水进口温度1
2TI-0102温度变送器 2循环冷却水出口温度1
3TI-0103温度变送器 3生蒸汽温度1
4TI-0104温度变送器 4一效蒸发室温度1
5TI-0105温度变送器 5二效蒸发室温度1
6TI-0106温度变送器 6三效蒸发室温度1
7LT0101液位变送器 1一效分离室 F-0101液位1
8LT0102液位变送器 2二效分离室 F-0102液位1
9LT0103液位变送器 3三效分离室 F-0103液位1
10LT0104液位变送器 4冷凝水罐液位 V-01021
11电磁流量计物料进料量1
12在线比重计出料浓度控制1
13就地压力表主蒸汽压力1
14就地压力表冷却水进口压力1
15负压隔膜压力表真空表1
16就地温度表生蒸汽温度1
合计 45
5 自控1PLC自控柜PLC采用西门子 SIEMENS,15寸昆仑通态触摸屏18
合计 518
6 安装类1管道110
2配件法兰螺栓等11
3配电含电缆及桥架11
4设备安装费安装费112
5设备调试费调试费12
6保温含保温材料:岩棉100,外包不锈钢皮0.5mm;自购14
7钢结构甲方整体搭建;自购120
8防雷接地自备13
9地基基础钢筋混凝土;自备13
11凉水塔系统100T凉水塔及凉水塔池,配套水泵100T/h;自备14
合计 660
7 工程设计1设计
合计 73
8 运输1运输
合计 83
总合计191.105

三效蒸发:水电汽消耗及能耗

序号项目数量费用(元)备注1(单价元)备注2
1耗电(千瓦)128.40.7系统装机功率:26KW
2耗蒸汽(吨)1.41423300
3耗冷却水(吨)100200.2凉水塔装机功率:~15KW
4总处理费用(元)451.4
5总处理水量(吨/h)6.25
6蒸发水量(吨/h)1.88
7吨水处理费用(元)72.224

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