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結(jié)晶器結(jié)構(gòu)原理介紹
作者:泵 來源:結(jié)晶 發(fā)布時(shí)間:2021-06-09
一、工業(yè)結(jié)晶方法
溶液結(jié)晶是指晶體從溶液中析出的過程。對于工業(yè)結(jié)晶按照結(jié)晶過程中過飽和度形成的方式,可將溶液結(jié)晶分為兩大類:移除部分溶劑的結(jié)晶和不移除溶劑的結(jié)晶。
(1)不移除溶劑的結(jié)晶
不移除溶劑的結(jié)晶稱冷卻結(jié)晶法,它基本上不去除溶劑,溶液的過飽和度是借助冷卻獲得,故適用于溶解度隨溫度降低而顯著下降的物系。
(2)移除部分溶劑的結(jié)晶法
                  泵
安裝具體操作的情況,此法又可分為蒸發(fā)結(jié)晶法和真空冷卻結(jié)晶法。蒸發(fā)結(jié)晶是使溶液在常壓(沸點(diǎn)溫度下)或減壓(低于正常沸點(diǎn))下蒸發(fā),部分溶劑汽化,從而獲得過飽和溶液。此法適用于溶解度隨溫度變化不大的物系,例如NaCl及無水硫酸鈉等;
真空冷卻結(jié)晶是使溶液在較高真空度下絕熱閃蒸的方法。在這種方法中,溶液經(jīng)歷的是絕熱等焓過程,在部分溶劑被蒸發(fā)的同時(shí),溶液亦被冷卻。因此,此法實(shí)質(zhì)上兼有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶共有的特點(diǎn),適用于具有中等溶解度物系的結(jié)晶。此外,也可按照操作連續(xù)與否,將結(jié)晶操作分為間歇式和連續(xù)式,或按有無攪拌分為攪拌式和無攪拌式等。
二、工業(yè)結(jié)晶器
A、冷卻結(jié)晶器
間接換熱釜式冷卻結(jié)晶器是目前應(yīng)用廣泛的一類冷卻結(jié)晶器。冷卻結(jié)晶器根據(jù)其冷卻形式又分為內(nèi)循環(huán)冷卻式和外內(nèi)循環(huán)冷卻式結(jié)晶器??諝饫鋮s式結(jié)晶器是一種簡單的敞開型結(jié)晶器,靠頂部較大的敞開液面以及器壁與空氣間的換熱,以降低自身溫度從而達(dá)到冷卻析出結(jié)晶的目的,并不加晶種,也不攪拌,不用任何方法控制冷卻速率及晶核的形成和晶體的生長。冷卻結(jié)晶過程所需冷量由夾套或外部換熱器提供。
1、內(nèi)循環(huán)冷卻式結(jié)晶器
內(nèi)循環(huán)式冷卻結(jié)晶器其冷卻劑與溶劑通過結(jié)晶器的夾套進(jìn)行熱交換。這種設(shè)備由于換熱器的換熱面積受結(jié)晶器的限制,其換熱器量不大。
2、外循環(huán)冷卻式結(jié)晶器
外循環(huán)式冷卻結(jié)晶器,其冷卻劑與溶液通過結(jié)晶器外部的冷卻器進(jìn)行熱交換。這種設(shè)備的換熱面積不受結(jié)晶器的限制,傳熱系數(shù)較大,易實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。
B、導(dǎo)流筒結(jié)晶機(jī)(DTB型蒸發(fā)結(jié)晶器)
    導(dǎo)流筒結(jié)晶機(jī)是一種高效結(jié)晶設(shè)備,物料溫度可控,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和工作原理決定了它具有傳熱效率高、配置簡單、操作控制方便、操作環(huán)境好等特點(diǎn)。
  設(shè)備主體為根據(jù)流體計(jì)算后設(shè)計(jì)的外筒體和導(dǎo)流筒,配套專用螺旋漿實(shí)現(xiàn)了高效內(nèi)循環(huán),而幾乎不出現(xiàn)二次晶核,根據(jù)冷卻結(jié)晶體的生長速率和晶體大小,設(shè)計(jì)降溫速度、攪拌槳轉(zhuǎn)速等指標(biāo),各指標(biāo)動(dòng)態(tài)可調(diào)易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自控制,以適應(yīng)的結(jié)晶要求。
  導(dǎo)流筒內(nèi)外壁拋光,減小物料在內(nèi)壁結(jié)疤現(xiàn)象;導(dǎo)流筒本身有高的換熱面,也可另設(shè)冷卻器;
  晶漿過飽和度均勻,粒度分布良好,實(shí)現(xiàn)了高效率;
  相對能耗低;下部安裝出料閥可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)
  轉(zhuǎn)速低,變頻調(diào)控,適用性強(qiáng),運(yùn)行可靠,故障少。
  操作要點(diǎn):結(jié)晶取出速率,晶種加入速率,PH制調(diào)整,攪拌速率
下部接有淘析柱,器內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流筒和筒形擋板,操作時(shí)熱飽和料液連續(xù)加到循環(huán)管下部,與循環(huán)管內(nèi)夾帶有小晶體的母液混合后泵送至加熱器。加熱后的溶液在導(dǎo)流筒底部附近流入結(jié)晶器,并由緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳沿導(dǎo)流筒送至液面。溶液在液面蒸發(fā)冷卻,達(dá)過飽和狀態(tài),其中部分溶質(zhì)在懸浮的顆粒表面沉積,使晶體長大。在環(huán)形擋板外圍還有一個(gè)沉降區(qū)。在沉降區(qū)內(nèi)大顆粒沉降,而小顆粒則隨母液入循環(huán)管并受熱溶解。晶體于結(jié)晶器底部入淘析柱。為使結(jié)晶產(chǎn)品的粒度盡量均勻,將沉降區(qū)來的部分母液加到淘析柱底部,利用水力分級的作用,使小顆粒隨液流返回結(jié)晶器,而結(jié)晶產(chǎn)品從淘析柱下部卸出。
C、蒸發(fā)結(jié)晶器
蒸發(fā)結(jié)晶器與用于溶液濃縮的普通蒸發(fā)器在設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作上完全相同。在此種類型的設(shè)備(如結(jié)晶蒸發(fā)器、有晶體析出所用的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器等)中,溶液被加熱至沸點(diǎn),蒸發(fā)濃縮達(dá)到過飽和而結(jié)晶。但應(yīng)指出,用蒸發(fā)器濃縮溶液使其結(jié)晶時(shí),由于是在減壓下操作,故可維持較低的溫度,使溶液產(chǎn)生較大的過飽和度。但對晶體的粒度難于控制。因此,遇到必須嚴(yán)格控制晶體粒度的場合,可先將溶液在蒸發(fā)器中濃縮至略低于飽和濃度,然后移送至另外的結(jié)晶器中完成結(jié)晶過程。

 

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