一、氯化钴MVR蒸发器-冷却结晶器系统核心工艺设计

1. 预处理除油工艺

技术方案：采用P204萃取剂深度净化技术，通过两级萃取实现有机物与杂质离子高效分离：

钠皂化：P204萃取剂与溶剂油混合后，与浓碱溶液反应生成P204钠皂。

钴皂化：P204钠皂与低浓度氯化钴溶液（15-20g/L）交换，生成P204钴皂。

深度萃取：P204钴皂与萃取-反萃液充分混合，杂质离子（Cu²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺）进入有机相，钴离子进入水相，实现杂质浓度降至0.0008g/L以下。

优势：无废水产生，降低后续处理成本，确保钴离子回收率。

2. MVR蒸发器设计

设备选型：

一级蒸发器：降膜式蒸发器，处理低浓度溶液（120-145g/L），换热效率高，占地面积小。

二级蒸发器：强制循环式蒸发器，处理高浓度母液，适应高沸点升工况（ΔT≥5℃），避免管壁结垢。

双级架构：

蒸汽自平衡：单台高速离心式压缩机服务双级蒸发，变频调节匹配不同浓度蒸汽参数，节能25%。

沸点升控制：一级蒸发器利用更高温差（ΔT≥8℃），二级蒸发器适应高沸点升（ΔT≥12℃），压缩机温升要求从20℃降至12℃以内。

3. 冷却结晶系统

OSLO结晶器：

过饱和度控制：外置换热器精准控温（ΔT≤2℃），避免冷却器内晶核爆发式生成。

晶床分级机制：循环流速0.8-1.2m/s配合床层高度1.5-2.5m，实现小晶粒（<50μm）持续生长，大晶粒（>200μm）沉降采出，确保产品粒度300-500μm。

多冷却器配置：2-3台独立外置冷却器支持在线切换清洗，单台处理能力按总循环量30%设计，保障连续运行。

二、氯化钴MVR蒸发器-冷却结晶器系统节能与运行优化策略

1. 蒸汽系统优化

单台压缩机双级蒸发：比传统双压缩机方案节能25%，年运行成本降低18%。

母液回流控制：动态调节回流比3:1-5:1，优化晶体生长环境，减少细晶产生。

2. 在线监测与控制

粒径分析仪（PSD）：实时监测结晶粒度，闭环控制过饱和度与循环流速。

端温差预警系统：换热器端温差>5℃触发清洗，保障换热效率，避免结垢。

3. 清洗与维护

机械除垢：软轴洗管器定期清理换热管，滚刀直径匹配管径，避免损伤。

化学酸洗：弱酸性除垢剂循环24小时，彻底清除无机盐与有机物残留。

电子磁水除垢：在线预防结垢，适用于连续运行工况。

三、应用案例与效果

某钴盐厂改造项目

原系统问题：单级MVR蒸发器沸点升高，压缩机故障率高，结晶粒度小。

改造方案：

增设深度萃取除油系统，杂质离子浓度降至0.0005g/L。

采用双级MVR蒸发器（降膜+强制循环），压缩机温升要求降低至12℃。

OSLO结晶器配置3台外置冷却器，实现连续排晶。

效果：

蒸发能耗降低40%，压缩机运行稳定。

结晶粒度提升至400-500μm，产品市场竞争力显著增强。

本方案通过深度萃取除油、双级MVR蒸发器、OSLO结晶器粒度控制等核心技术，解决了氯化钴溶液处理中起沫、结晶粒度小、能耗高等行业痛点。系统兼具节能性（蒸汽消耗降低70%）、环保性（无废水排放）与产品高品质（纯度≥98%），适用于锂电回收、钴盐生产等领域，为氯化钴资源化利用提供了经济性与技术性兼备的解决方案。