Sistema de evaporación y concentración de tiocianato de sodio de 50 t/d

Esquema de proceso

1. Características del material

• Elevación del punto de ebullición Δb = 9℃, 50 % NaSCN, 80 kPa·A

• Sobresaturación crítica ΔCmax = 12 g/L, muy propenso a la nucleación en el rango de 50 a 55 °C

• Contiene pequeñas cantidades de HCN y H₂S; el sistema requiere un sistema cerrado y un tratamiento de gas de cola de depuración alcalina de dos etapas.

2. Resumen del proceso

• Materia prima → Precalentamiento

• Condensado + Vapor secundario → Película descendente + MVR de triple efecto de circulación forzada

• Primer efecto: Evaporador de película descendente, 48 ℃, concentrado al 18 %

• Segundo efecto: FC de circulación forzada, 58℃, concentrado al 35%

• Tercer efecto: FC de circulación forzada + pierna de sal, 65 ℃, concentrado al 48 % → Centrifugación continua → Secado en lecho fluidizado → Envasado automático

• El vapor secundario experimenta un aumento de temperatura de 18 ℃ después de pasar por un compresor de titanio de dos etapas, relación de compresión 1,7, consumo de energía 28 kWh/t de agua.

3. Innovaciones clave

• Control de temperatura de efecto separado: evitando el rango ΔCmax, el primer efecto utiliza una película descendente de baja temperatura para inhibir la nucleación, mientras que el segundo y tercer efecto utilizan circulación forzada de alto cizallamiento para garantizar el crecimiento de los cristales.

• Estructura de la pierna de sal + lavado: Tiempo de residencia del cristal ≥45 min, CV ≤8%, contenido de humedad después de la centrifugación ≤3%.

• Retrolavado en línea: los tubos de calentamiento se retrolavan con vapor secundario cada 30 minutos para mantener un valor K ≥1200 W/(m²·K).

• Relación de reflujo de licor madre ajustable de 0 a 40 %, lo que garantiza que el sistema pueda soportar el enriquecimiento de Na₂S₂O₃ durante ≥30 días.

Configuración del equipo

Evaporador: placa tubular compuesta de acero dúplex 2205 + titanio 2205; el distribuidor de película descendente utiliza boquillas espirales desmontables para garantizar una uniformidad de la película ≥95 %.

Compresor: Impulsor de titanio, variador de frecuencia, velocidad lineal máxima ≤230 m/s, valor de vibración <2,8 mm/s, vida útil de diseño 80.000 h.

Centrífuga: Centrífuga de espiral horizontal, tambor L/D=2,2, control de conversión de frecuencia de velocidad diferencial, sección de lavado con pulverizador de líquido saturado de NaSCN secundario para reducir el arrastre de Na₂S₂O₃.

Secado: lecho fluidizado circulante de circuito cerrado, protección de nitrógeno, contenido de oxígeno <5%, temperatura del producto ≤55℃ para evitar la descomposición térmica.

Automatización y seguridad: 

Redundancia dual DCS+SIS, parámetros clave con votación de dos de tres; más de 20 enclavamientos están configurados para aumento repentino del compresor, alto nivel de líquido, alto vacío y contenido excesivo de oxígeno.

El sistema cuenta con lavado alcalino de dos etapas + adsorción con carbón activado, con HCN < 0,3 mg/m³ y H₂S < 0,5 mg/m³ en el puerto de descarga.

Zonificación a prueba de explosiones: el área del compresor, el motor y los instrumentos están todos certificados a prueba de explosiones.

Datos operativos (pruebas de rendimiento, octubre de 2024)

• Tasa de evaporación: 2100 kg/h Valor de diseño: 2083 kg/h

• Vapor vivo: 0,18 t/t de agua Valor de diseño: 0,20

• Consumo de energía: 28 kWh/t Compresor de agua + Bomba de circulación + Bomba de vacío

• Agua de enfriamiento: 2 t/t de agua 32℃→38℃ Rendimiento de NaSCN: 97,8%

• Tamaño de partícula de cristal d50: 0,85 mm, pureza 98,7 %, blancura ≥85 %, Cl⁻≤200 ppm, SO₄²⁻≤300 ppm

Beneficios económicos y ambientales

Ahorro anual de vapor de 42.000 toneladas, equivalente a 4.800 toneladas de carbón estándar, y reducción de carbono de 12.000 toneladas.

El precio de venta externo de NaSCN de alta pureza aumentó de 3.800 yuanes/tonelada a 5.500 yuanes/tonelada, generando aproximadamente 18 millones de yuanes en ingresos anuales adicionales.

Descarga cero de aguas residuales, eliminando la tarifa anterior de eliminación subcontratada de 45 yuanes para el licor madre con alto contenido de sal de la evaporación de efecto múltiple. 0 RMB/año. Periodo de recuperación de la inversión: 2,1 años.

Comentarios de los clientes

El sistema ha funcionado durante nueve meses sin ninguna parada imprevista. Los datos de monitoreo del estado de los equipos principales, como el compresor, la centrífuga y la bomba de circulación, son excelentes, y la pureza del producto cumple constantemente con los requisitos del propietario. El proyecto realmente logra una situación beneficiosa para todos: el tratamiento de aguas residuales de alta salinidad y la ampliación de la cadena de valor.

Conclusión

El sistema de evaporación y concentración de tiocianato de sodio de 50 t/d de Kang Jinghui valida plenamente la fiabilidad y la economía del proceso combinado "MVR + control de temperatura de efecto fraccional + lavado de piernas con sal" para el tratamiento de soluciones salinas elevadas, sensibles al calor y con alto punto de ebullición. En el futuro, seguiremos optimizando la eficiencia de los compresores y las rutas de utilización de los recursos de licor madre para ofrecer a más empresas químicas, de coquización y farmacéuticas soluciones integrales para aguas residuales de bajo consumo, alto valor y cero vertido.