一种卤水雾化蒸发浓缩方法与流程

本发明涉及盐湖卤水利用，尤其涉及一种卤水雾化蒸发浓缩方法。

背景技术：

1、卤水常用以提取某些化工原料，如食盐、碘、硼、溴等。根据埋藏部位可以分为浅层卤水和深层卤水，其中深层卤水常常和油、气、岩盐矿床相伴。卤水的学名为盐卤，是氯化镁、硫酸镁和氯化钠的混合物。

2、高浓度卤水具有很强的腐蚀性，可能会腐蚀和损坏容器或管道等设备，导致设备在高浓度卤水环境中不能长时间工作；同时高浓度卤水与其他物质反应可能产生有毒气体，浓度过高易发生结晶或分解等化学反应，稳定性不高，一旦泄漏可能对水体和土壤环境产生很大危害。

3、多元水系内结晶分离元素在高浓度卤水中的应用是一个复杂且重要的过程，尤其在资源回收、化工生产以及环境保护等领域。高浓度卤水通常含有多种溶解的盐类和矿物质，通过结晶分离技术可以有效地提取和分离这些元素，从而实现资源的有效利用和环境的可持续发展。

4、现有技术中从多元水系内结晶分离元素是将卤水灌入晾晒池后，利用太阳光进行平面自然晾晒。效率极低，占地面积极大，可达几百平方公里。同时由于面临降雨等问题，无法控制晾晒速度，水系的析出路径在相图内不确定，导致分离出的物质纯度及数量不可控。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种卤水雾化蒸发浓缩方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种卤水雾化蒸发浓缩方法，包括以下步骤：

3、s1、初始检测：测定原卤的初始波美度和物质含量，并根据提纯工序和对应目标沉淀物质得到计划蒸发率，将原卤引入原卤池；

4、s2、计算参数：根据目标沉淀物质计算对应相图、目标饱和轨迹和目标饱和点；

5、s3、设定参数：根据实时风力数据和计划蒸发率设定初始雾化水滴粒径、水蒸发量和雾化时间，实时风力数据包括风速和风向；

6、s4、雾化蒸发：开始雾化蒸发过程，监测卤水实时波美度、沉淀物质的实时状态以及实时风力数据，调整雾化水滴粒径和雾化时间，确保卤水在相图内的饱和轨迹与目标饱和轨迹重叠；

7、s5、重复步骤s2-s4析出不同沉淀物质，并将s4得到的卤水引入下一阶喷淋池继续雾化蒸发，当卤水在相图内的饱和点与目标饱和点重合时，停止蒸发并进行静置沉降。

8、本发明一个较佳实施例中，在所述s1中，计划蒸发率的公式为其中c为蒸发率，b为蒸发后卤水波美度，b为蒸发前卤水波美度。

9、本发明一个较佳实施例中，在所述s1中，提纯工序包括提钾工序和提锂工序。

10、本发明一个较佳实施例中，在提钾工序中，雾化水滴粒径变化范围为500～2000μm，蒸发率为5～15％。

11、本发明一个较佳实施例中，在提钾工序中，卤水的波美度变化范围为23～32°bé。

12、本发明一个较佳实施例中，在提锂工序中，原卤中li+为0.05～0.2g/l，雾化水滴粒径变化范围为40～500μm，蒸发率为30～50％。

13、本发明一个较佳实施例中，在提锂工序中，卤水的波美度变化范围为12～34°bé。

14、本发明一个较佳实施例中，在所述s3中，设定雾化时间的具体步骤为：

15、s31、计算水蒸发量，公式为e＝k×(ρ1-ρs)×u；其中，e为水蒸发量，单位为kg/m2·s，k为传质系数，为0.1～3kg/(m2·s·pa)，ρ1为水汽压，单位为pa，ρs为饱和水汽压，单位为pa，u为风速，单位为m/s；

16、s32、计算蒸发时间，公式为其中，t为蒸发时间，单位为s，m为需要蒸发的水量，单位为kg，a为蒸发面积，单位为m2，e为s32中计算得到的平均蒸发速率。

17、本发明一个较佳实施例中，在所述s5中，还包括喷淋池的面积s随喷淋池的阶数n增大而逐渐减小，公式为s＝s0-k·s0，其中s0为原卤池的初始面积，k为面积递减率，范围为0.85～0.92。

18、本发明一个较佳实施例中，在所述s4中，调整雾化水滴粒径和雾化时间的具体步骤为：实时饱和轨迹低于目标轨迹，表示蒸发率过低，减小雾化水滴粒径或延长雾化时间，实时饱和轨迹高于目标轨迹，表示蒸发率过高，增大雾化水滴粒径或缩短雾化时间。

19、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

20、(1)本发明提供了一种卤水雾化蒸发浓缩方法，使用立体雾化技术实现了卤水体积内的全面雾化覆盖，相比单点雾化，能更充分利用风力资源，加快析出速度，解决了现有技术中晾晒池占地面积极大的资源浪费问题，同时分散了析出晶体的分布，也有利于防止局部堆积，解决了无法控制晾晒速度导致分离出的物质纯度及数量不可控的问题，提高了盐田的析出率，同时提高了析出物的纯度。

21、(2)本发明通过反复执行雾化蒸发步骤，能有效地将不同目标沉淀物质分离析出，提高资源利用率；将处理后的卤水送入下一级喷淋池继续处理，可以实现级联提纯，减少单次处理量，降低操作难度；并且采用停止条件为卤水饱和点与目标点重合，能够很好地控制提纯结束时间，减少产品损失。

22、(3)本发明在提纯工序中明确区分了提钾工序和提锂工序，并分别针对这两个工序设定了不同的目标沉淀物质。这种区分使得每个工序都能够针对特定的目标物质进行优化，提高了提纯的效率和准确性。通过分别控制提钾和提锂过程中的参数，可以确保得到纯度更高、质量更稳定的产品，满足市场需求。

23、(4)本发明可以将卤水精细破碎成为纳米级别的超细水滴，比传统方式破碎出的水滴粒径更小，扩大了卤水与周围空气的接触面积，将这些超细水滴均匀喷入空中，形成一个立体的雾化区，使得每一个水滴都能充分暴露在空气中，由于水滴粒径细小，表面张力大，它能够在空中浮游一定时间，并与周围空气充分接触，为卤水内晶体的快速蒸发创造了条件。

技术特征：

1.一种卤水雾化蒸发浓缩方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在所述s1中，计划蒸发率的公式为其中c为蒸发率，b为蒸发后卤水波美度，b为蒸发前卤水波美度。

3.根据权利要求1所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在所述s1中，提纯工序包括提钾工序和提锂工序。

4.根据权利要求3所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在提钾工序中，雾化水滴粒径变化范围为500～2000μm，蒸发率为5～15％。

5.根据权利要求4所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在提钾工序中，卤水的波美度变化范围为23～32°bé。

6.根据权利要求3所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在提锂工序中，原卤中li+为0.05～0.2g/l，雾化水滴粒径变化范围为40～500μm，蒸发率为30～50％。

7.根据权利要求6所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在提锂工序中，卤水的波美度变化范围为12～34°bé。

8.根据权利要求1所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在所述s3中，设定雾化时间的具体步骤为：

9.根据权利要求1所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在所述s5中，还包括喷淋池的面积s随喷淋池的阶数n增大而逐渐减小，公式为s＝s0-k·s0，其中s0为原卤池的初始面积，k为面积递减率，范围为0.85～0.92。

10.根据权利要求1所述的一种卤水雾化蒸发浓缩方法，其特征在于：在所述s4中，调整雾化水滴粒径和雾化时间的具体步骤为：实时饱和轨迹低于目标轨迹，表示蒸发率过低，减小雾化水滴粒径或延长雾化时间，实时饱和轨迹高于目标轨迹，表示蒸发率过高，增大雾化水滴粒径或缩短雾化时间。

技术总结本发明公开了一种卤水雾化蒸发浓缩方法，包括以下步骤：S1、测定原卤的初始波美度和物质含量，并根据计划蒸发率将原卤引入原卤池；S2、计算对应相图、目标饱和轨迹和目标饱和点；S3、设定初始雾化水滴粒径、水蒸发量和雾化时间，实时风力数据包括风速和风向；S4、雾化蒸发过程中调整雾化水滴粒径和雾化时间，确保卤水在相图内的饱和轨迹与目标饱和轨迹重叠；S5、重复步骤S2‑S4析出不同沉淀物质，并将卤水产物引入下一阶喷淋池继续雾化蒸发，当卤水在相图内的饱和点与目标饱和点重合时，停止蒸发并进行静置沉降。本发明实现了卤水体积内的全面雾化覆盖，相比单点雾化，能更充分利用风力资源，加快析出速度，同时防止了局部堆积的现象出现。技术研发人员：王永军受保护的技术使用者：王永军技术研发日：技术公布日：2024/7/11