[发明专利]防止盐卤输送管道结垢的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止盐卤的硫酸钙成分在输送管道结垢的方法以及相应的装置，属于制盐工业领域。

背景技术

硫酸钠型矿卤中因含有一定量的硫酸钙，在其输送过程中，输卤管道存在硫酸钙结垢现象，常常引起管道的堵塞，导致输送能力下降，能耗增加。硫酸钙垢质地坚硬，附着牢固，难以清除。一般来说，工业上按抑制硫酸钙结垢的方法有三种：

(1)化学法：该法应用较普遍，一般是通过改变过程操作条件或是将结垢组分从系统中提前分离出去来达到抑制结垢的目的。改变过程的操作条件包括温度、浓度、pH值和溶液组成。一般是通过加入痕量的化合物如有机聚合物、表面活性剂或无机磷酸盐来有效的阻止垢的形成或者抑制其进一步生长。成本高；工艺相对复杂，耗费大量的化学药品，造成生产成本大大增加，不利于大规模工业化生产，且在施工过程中易损坏管道，污染环境，时间长，因此，在实际应用受到严重的限制；

(2)物理方法：通过促进垢在溶液中结晶或者使垢在形成的最初阶段就被瓦解来抑制垢的形成。主要技术有：石膏晶种法、超声波防垢技术或者通过外加的磁场或电场促使溶液中垢组分预先沉淀。目前，而物理除垢法只能在特定的条件下运用，但操作繁重，成本较大。申请人对于形成周期短、质地较疏松且输送距离短的管道硫酸钙垢层，采用淡盐水来回冲洗清除，有一定的效果，但需要停产处理，且该法对输送距离较长的管道工程上难以实施，且效果不佳。

(3)机械方法。采用机械的方法除去表面的结垢硬壳或通过减少垢在晶体表面的粘附来控制垢的进一步生长。常用的有：依靠诸如如沙子、玻璃灯等可以随液体流动且具有研磨作用的材料；使用机械摩擦力在设备表面运行或周期性转动。

实际生产中迫切需要一种能解决从矿区至车间较长的输送管道内硫酸钙结垢的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有效防止卤盐卤水中硫酸钙结垢析出的方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

防止盐卤输送管道结垢的装置，其特征在于，包括冷却塔，反应罐、沉降桶、储卤桶和稀释罐，其中冷却塔，反应罐、沉降桶依次连接，而储卤桶和稀释罐并排连接至沉降桶。

防止盐卤输送管道结垢的方法，其特征在于，从矿区输出的卤水直接输入冷却塔冷却，在冷却塔内卤水被冷却至比环境温度高8-10℃。

从冷却塔输出的卤水被输送到反应罐，在反应罐内卤水中的硫酸钙与石膏晶种反应，析出结晶；

从反应罐输出的卤水输入至沉降桶内，析出的硫酸钙沉淀经沉淀后，符合输卤要求的上清液输送至储卤桶内，然后输送至企业进行其他的加工；不符合输卤要求的上清液输送至稀释罐内，加入淡水稀释、降低硫酸钙的过饱和度，或者加入纯碱，反应后降低卤水中硫酸钙的含量。

上清液中硫酸钙过饱和度的控制在(工程经验值)≤1.01即符合输卤要求。

本发明的原理如下：

经申请人检测，硫酸钠型矿卤的输送管道垢层的主成分为二水硫酸钙，含量大于90％，另外含有少量的硫酸钠和氯化钠。

从结垢机理分析，影响硫酸钙结垢的因素较多，但在卤水开采和输送过程中温度降低是卤盐水中硫酸钙过饱和，导致硫酸钙在管道结晶、结垢。具体分析如下：在矿卤开采和输送过程中，刚从井下开采出的矿卤的温度一般在42℃左右，而卤水输送的环境温度平均只有10-20℃。硫酸钠含量远小于其溶解度，矿卤中氯化钠溶解度基本不受温度影响，温度降低时，硫酸钠和氯化钠一般不会产生结晶。刚从井下开采出卤水中的硫酸钙基本处于饱和状态，硫酸钙不结晶，卤水在输送到企业的过程中，受环境温度的影响，其温度在不断下降，使硫酸钙过饱和，且过饱和度不断增加，使硫酸钙从稳定态或亚稳定态进入到不稳定态而自发结晶，在输卤管道结垢。温度下降越低，过饱和度增加越多，硫酸钙就越易于结晶出来，输卤管道结垢现象严重，这正是冬季结垢尤为严重的原因。

因此，要抑制或消除输送硫酸钠型矿卤管道硫酸钙结垢，就必须将卤水温度降低到接近环境温度，以消除温度的影响，同时还要消除温度下降引起卤水中产生的硫酸钙过饱和度。

本发明的特点如下：

本发明将降温法、石膏晶种法、加水稀释法(或化学净化法)有机结合的联合技术工艺。