主要工艺过程分析
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1665页（3406字）
(一)蒸发浓缩
蒸发操作中关键是控制好终止沸点。在常压下，终止沸点越高，产品中氯化镁含量也越高。图6－5－1中的BC曲线基本上反映了这一对应关系。例如，当终止沸点为163℃时，所得产品中氯化镁含量在47%左右；终止沸点为180℃时，产品中含氯化镁在50%左右。但终止沸点过高时(如高于180℃以后)，易发生水解反应：
MgCl2+H2O=Mg(OH)Cl+HCl
既影响产品质量，又因产生大量盐酸而严重腐蚀设备。如终止沸点过低(如150℃以下)，完成液冷却到常温时不能全部凝固成结晶物，给冷却工序带来困难。生产上控制的终止沸点为157～170℃。
常用蒸发设备为平锅和蒸发罐。平锅可用钢板焊制，直接受火焰加热，预热锅利用烟道气加热，蒸发锅与预热锅阶梯排列，间歇操作。蒸发锅上部安装耐腐蚀的排气罩，将锅底部分氯化镁因局部过热发生水解反应产生的盐酸气排出室外。平锅生产投资少、建设快。设备及操作简单；但生产效率低，劳动负荷大，操作环境差，每1t产品耗煤0．2～0．3t。
目前各盐化厂普遍采用蒸发罐进行蒸发浓缩。因终止沸点较高，易发生水解反应，腐蚀设备，宜采用单效真空蒸发。若常压下控制的终止沸点为163℃，在不同真空度下相对应的沸点见表6－5－2。
表6－5－2 生产45%的氯化镁产品时，真空度与终止沸点的关系
当蒸发完成液温度降至116℃左右时，物料将全部凝结，使蒸发罐无法操作，因此应适当降低真空度，提高终止沸点，以保证蒸发和保温沉降的顺利进行。一般控制真空度为66．7kPa左右，相应的终止沸点约为135℃。
蒸发设备有强制循环外热式蒸发器、强制循环降膜蒸发器、升膜蒸发器等。均为单效真空蒸发。加热蒸汽的压力490～590kPa。
国外也有采用浸没燃烧式蒸发器的，其基本构造见图6－5－3。
图6－5－3 浸没燃烧蒸发器
1－可燃气进口管 2－压缩空气 3－进料管 4－喷嘴 5－蒸发溶液 6－燃烧室 7－排汽管 8－排料管
可燃气体或重油由管1进入，压缩空气由管2进入，在喷嘴4处混合或雾化，在燃烧室6内燃烧室内温度可达1000℃以上，燃烧后的高温气流冲入溶液中，直接与溶液传热蒸发，并使溶液强制循环。从溶液中排出的混合气仅比溶液沸点高1～2℃，说明热效率很高，可达90%以上。
浸没燃烧蒸发器与蒸发罐相比，结构简单，动力设备少，操作简便，没有固定传热表面，传热效率高而且不需要经常涮洗，适宜于蒸发粘度大、沸点高、有结晶的料液。不足方面是对产品有一定的污染，水解较严重，废气余热较难利用，以天然气为燃料时操作不当有产生爆炸的危险。目前，国内在氯化镁的生产中还没有使用这种设备。
(二)冷却成型
只要蒸发终止沸点符合工艺要求(达到160～180℃)，蒸发完成液冷却到110℃以下时均可凝固成MgCl2·6H2O和MgCl2·4H2O的混合晶体；考虑到包装袋的耐温强度，要继续冷却到接近常温。工艺上主要是个冷却成型问题，可做成卤块、卤片、卤粉等各种形状的产品。
1．卤块 蒸发完成液经保温缓冲槽直接排入模具中，冷却后即可凝结成卤块。模具根据需要作成长方形、圆台形均可。一般采用自然冷却，也可在模具外用水或鼓风加快冷却。
这种冷却方法操作简单，机械设备少，包装简单，生产成本低；但每块重50～100kg，工人劳动强度大，操作环境差，包装简单产品易潮解，长期堆存损失较大，而且污染环境。
2．卤片 蒸发完成液经保温缓冲槽后(温度不低于120℃)，排入造片机的喂料槽，可得到片状产品。造片机的结构见图6－5－4。其中喂料槽需有蒸汽夹套保温，因为料液温度低于120℃，易凝固堵塞。某厂所产造片机转鼓的冷却面积为3m2，喂料温度137℃，结晶温度35～40℃，冷却水进口温度28℃，出口温度34℃。卤片厚度1～1．5mm，每小时用冷却水13t，每小时产卤片1t。
图6－5－4 造片机结构示意图
1－冷却水管 2－转鼓 3－空心轴 4－轴架 5－传动轮 6－水槽 7－刮刀 8－喂料槽
3．卤粉 蒸发完成液进入引风造粒塔后，在高速空气流的冲击下，使料液分散并降温，形成许多小米粒大小凝固体，落到塔的底部，用旋转的刮刀收集，经螺旋输送器排出塔外。引风造粒塔的结构见图6－5－5。
图6－5－5 引风造粒塔示意图
1－尾气引风管 2－塔身 3－二次风进口 4－旋转刮刀 5－风环 6－热料溢流口 7－传动齿轮 8－料液进口管 9－进风口 10－螺旋输料机
卤粉的粒径在0．5～2mm之间的占90～95%以上，大于2．5mm的约占3．5%，小于0．25mm的在4%以下。卤粉的密度为880kg／m3，空隙率为47%，静止角(堆积角)实测值为30°，滑动角实测值为20°，凝固点为113℃(终止沸点为157℃，含MgCl2量在45%以上)，比热为1．562kJ／(kg·℃)(计算值)。
某厂的设备操作参数：
引风造粒塔：Φ4000×11000钢板焊制
卤液进塔前应比凝固点温度高10℃左右
喷嘴风环处的空气流速：48m／s
风环尺寸：外径Φ306，内径Φ180cm，高300cm
塔中部进风口：80孔Φ20均布，距塔底3．6m高
塔底进风孔：63孔Φ10均布
塔上部的空塔气速：0．3m／s
塔内真空度：约为1510Pa
生产能力：5t卤粒／h
空气流量：13500m3／h
空气消耗量：2．3m3／kg产品
排气管：Φ500
集料刮刀转数：9．3r／min
集料刮刀刮料次数：37次／min(共4个刮刀)
螺旋输料器：Φ210×1200，生产能力5t／h
螺旋轴转速：160r／min(电机：N=2．2kW，n=2860r／min)
引风机：风量：11830m3／h
全风压：2900Pa
电机：N=13kW，n=2920r／min