1.硫酸鈉三效濃縮系統(tǒng)概述

本方案設計一套三效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，用于處理日產(chǎn)量25噸、初始濃度10%的硫酸鈉（Na?SO?）溶液，目標濃縮至30%以上，便于后續(xù)結晶或干燥處理。該系統(tǒng)采用逆流蒸發(fā)工藝，結合強制循環(huán)蒸發(fā)器，以提高傳熱效率并防止結垢。

2.硫酸鈉三效濃縮系統(tǒng)設計參數(shù)

處理量：25t/d（約1042kg/h）

進料濃度：10%Na?SO?

出料濃度：≥30%Na?SO?

蒸發(fā)水量：~16.67t/d（約695kg/h）

加熱方式：蒸汽加熱（一效）

熱源溫度一效：~120℃（0.2MPa飽和蒸汽）

末效真空度0.08~0.09MPa

系統(tǒng)能耗~0.35kg蒸汽/kg水（理論值）

3.硫酸鈉三效濃縮系統(tǒng)工藝流程

3.1進料與預熱

原料液（10%Na?SO?）經(jīng)板式換熱器預熱至70~80℃，利用二效、三效的二次蒸汽余熱，提高熱效率。

預熱后物料進入三效蒸發(fā)器，采用逆流進料方式（三效→二效→一效），以降低沸點升高的影響。

3.2蒸發(fā)濃縮

一效蒸發(fā)器（強制循環(huán)型）：

采用0.2MPa飽和蒸汽（~120℃）加熱，蒸發(fā)溫度控制在105~110℃。

強制循環(huán)泵確保高固含量物料流動，防止結垢。

二效蒸發(fā)器（降膜蒸發(fā)型）：

利用一效二次蒸汽（~95℃）作為熱源，蒸發(fā)溫度85~90℃。

三效蒸發(fā)器（降膜蒸發(fā)型+真空系統(tǒng)）：

采用真空蒸發(fā)（~0.08MPa），蒸發(fā)溫度65~70℃，降低沸點，減少熱能損耗。

3.3冷凝與真空系統(tǒng)

三效二次蒸汽進入混合冷凝器，采用循環(huán)冷卻水冷凝，不凝氣由真空泵抽除，維持系統(tǒng)負壓。

冷凝水可回收利用，降低系統(tǒng)水耗。

3.4濃縮液處理

濃縮后的30%Na?SO?溶液進入結晶釜或離心干燥系統(tǒng)，進一步加工成無水硫酸鈉。

4.硫酸鈉三效濃縮系統(tǒng)選型

一效蒸發(fā)器：強制循環(huán)型，換熱面積15m2

二效蒸發(fā)器：降膜蒸發(fā)型，換熱面積20m2

三效蒸發(fā)器：降膜蒸發(fā)型+真空，換熱面積25m2

預熱器：板式換熱器，換熱面積5m2

冷凝器：管殼式冷凝器，換熱面積8m2

真空泵：水環(huán)式真空泵，抽氣量50m3/h

循環(huán)泵：耐腐蝕離心泵，流量10m3/h

5.硫酸鈉濃縮系統(tǒng)能耗與經(jīng)濟性分析

蒸汽消耗：理論值約0.35kg蒸汽/kg水，實際運行約0.4~0.45kg/kg（考慮熱損失）。

電力消耗：主要來自循環(huán)泵、真空泵，總功率約15~20kW。

運行成本：按工業(yè)蒸汽價格200元/噸計算，每日蒸汽成本約1400~1600元。

本三效蒸發(fā)系統(tǒng)適用于25t/d、10%硫酸鈉溶液的濃縮，可穩(wěn)定產(chǎn)出≥30%的濃縮液，具有能耗低、運行穩(wěn)定、自動化程度高的特點。通過逆流蒸發(fā)+強制循環(huán)設計，有效防止結垢，提高傳熱效率，適用于化工、冶金等行業(yè)的高鹽廢水處理。