結晶器結構原理介紹

作者：泵來源：結晶發布時間：2021-06-09

一、工業結晶方法
溶液結晶是指晶體從溶液中析出的過程。對于工業結晶按照結晶過程中過飽和度形成的方式，可將溶液結晶分為兩大類：移除部分溶劑的結晶和不移除溶劑的結晶。
（1）不移除溶劑的結晶
不移除溶劑的結晶稱冷卻結晶法，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）移除部分溶劑的結晶法

安裝具體操作的情況，此法又可分為蒸發結晶法和真空冷卻結晶法。蒸發結晶是使溶液在常壓（沸點溫度下）或減壓（低于正常沸點）下蒸發，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，溶液經歷的是絕熱等焓過程，在部分溶劑被蒸發的同時，溶液亦被冷卻。因此，此法實質上兼有蒸發結晶和冷卻結晶共有的特點，適用于具有中等溶解度物系的結晶。此外，也可按照操作連續與否，將結晶操作分為間歇式和連續式，或按有無攪拌分為攪拌式和無攪拌式等。
二、工業結晶器
A、冷卻結晶器
間接換熱釜式冷卻結晶器是目前應用廣泛的一類冷卻結晶器。冷卻結晶器根據其冷卻形式又分為內循環冷卻式和外內循環冷卻式結晶器。空氣冷卻式結晶器是一種簡單的敞開型結晶器，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到冷卻析出結晶的目的，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。冷卻結晶過程所需冷量由夾套或外部換熱器提供。
1、內循環冷卻式結晶器
內循環式冷卻結晶器其冷卻劑與溶劑通過結晶器的夾套進行熱交換。這種設備由于換熱器的換熱面積受結晶器的限制，其換熱器量不大。
2、外循環冷卻式結晶器
外循環式冷卻結晶器，其冷卻劑與溶液通過結晶器外部的冷卻器進行熱交換。這種設備的換熱面積不受結晶器的限制，傳熱系數較大，易實現連續操作。
B、導流筒結晶機（DTB型蒸發結晶器）
導流筒結晶機是一種高效結晶設備，物料溫度可控，其獨特的結構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、操作環境好等特點。
　　設備主體為根據流體計算后設計的外筒體和導流筒，配套專用螺旋漿實現了高效內循環，而幾乎不出現二次晶核，根據冷卻結晶體的生長速率和晶體大小，設計降溫速度、攪拌槳轉速等指標，各指標動態可調易實現系統自控制，以適應的結晶要求。
　　導流筒內外壁拋光，減小物料在內壁結疤現象；導流筒本身有高的換熱面,也可另設冷卻器；
　　晶漿過飽和度均勻，粒度分布良好，實現了高效率；
　　相對能耗低；下部安裝出料閥可實現連續生產
　　轉速低，變頻調控,適用性強,運行可靠，故障少。
　　操作要點:結晶取出速率，晶種加入速率，PH制調整，攪拌速率
下部接有淘析柱，器內設有導流筒和筒形擋板，操作時熱飽和料液連續加到循環管下部，與循環管內夾帶有小晶體的母液混合后泵送至加熱器。加熱后的溶液在導流筒底部附近流入結晶器，并由緩慢轉動的螺旋槳沿導流筒送至液面。溶液在液面蒸發冷卻，達過飽和狀態，其中部分溶質在懸浮的顆粒表面沉積，使晶體長大。在環形擋板外圍還有一個沉降區。在沉降區內大顆粒沉降，而小顆粒則隨母液入循環管并受熱溶解。晶體于結晶器底部入淘析柱。為使結晶產品的粒度盡量均勻，將沉降區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晶器，而結晶產品從淘析柱下部卸出。
C、蒸發結晶器
蒸發結晶器與用于溶液濃縮的普通蒸發器在設備結構及操作上完全相同。在此種類型的設備(如結晶蒸發器、有晶體析出所用的強制循環蒸發器等)中，溶液被加熱至沸點，蒸發濃縮達到過飽和而結晶。但應指出，用蒸發器濃縮溶液使其結晶時，由于是在減壓下操作，故可維持較低的溫度，使溶液產生較大的過飽和度。但對晶體的粒度難于控制。因此，遇到必須嚴格控制晶體粒度的場合，可先將溶液在蒸發器中濃縮至略低于飽和濃度，然后移送至另外的結晶器中完成結晶過程。

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