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蒸發結晶器產品詳細介紹

信息來源: | 發布日期: 2016-12-29 | 瀏覽量:
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一、產品概述                                                     

  蒸發結晶器也是蒸發器的一種,構造和操作與蒸發器相同,溶劑在減壓下加熱蒸發,溶液達到過飽後而析出結晶。有時先在蒸發器中使溶液濃縮到一定濃度,然後將其傾注於另一結晶器中,以完成結晶過程。蒸發結晶器由懸浮室、加熱室、分離室和循環泵組成。它的主要特點是過飽和度產生的區域與晶體生長區分別置於結晶器的分離室和懸浮室,晶體在循環母液中流化懸浮,為晶體生長提供了平穩的條件,能夠生長出粒度較大而均勻的晶體。


二、產品種類
  1、間歇式蒸發結晶器屬蒸發結晶罐:它的原理是一次性進料後持續進行加熱蒸發濃縮,達到過飽和後析出晶體,其中配置攪拌係統。間歇式蒸發結晶罐適用於小型結晶生產或高濃度進料蒸發結晶生產。

  2、連續式蒸發結晶器分強製循環蒸發結晶器,DTB蒸發結晶器,OSLO蒸發結晶器等。這三種也是目前主流的蒸發結晶器。他們在設計中可以根據不同物料性質進行工藝流程改變,工藝流程分順流式、混流式和逆流式。


三、應用領域

  適用於有結晶體析出溶液的蒸發與結晶,廣泛應用於化工行業、金屬礦業的冶煉、大型鋼廠的酸洗廢液、電廠的濕法脫硫廢液處理等(氯化鈉、苯丙銨酸、硫酸鈉、氯化銨、甘銨酸;氯化鋇、硫酸鋅、氯化鈣、硫酸銨、氫氧化鈉)。


四、操作控製
  結晶是在過飽和溶液中生成新相的過程,涉及固液相平衡。對特定的目標產物及物係,需通過實驗確定合適的結晶操作條件,滿足結晶產品質量要求,提高結晶生產能力,降低過程成本。
1.過飽和度 
  增大溶液過飽和度可提高成核速率和生長速率,有利於提高結晶生產能力。但過飽和度過大會出現問題:
  1) 成核速率過快,產生大量微小晶體,結晶難以長大;
  2) 結晶生長速率過快,影響結晶質量;
  3) 結晶器壁容易產生晶垢。
  存在過飽和度,可保證在較高成核和生長速率的同時,不影響結晶的質量,在不易產生晶垢的過飽和度下進行。
2.溫度 
  溫度的不同,生成的晶形和結晶水會發生改變,溫度一般控製在較小的溫度範圍內。冷卻結晶時,若降溫速度過快,溶液很快達到較高的過飽和度,生成大量微小晶體,影響結晶產品的質量。溫度建議控製在飽和溫度與過飽和溫度之間。
  蒸發結晶時,蒸發速度過快,則溶液的過飽度較大,生成微小晶體,附著在結晶表麵,影響結晶產品的質量。蒸發速度應與結晶生長速率相適應,保持溶液的過飽和度一定。工業結晶操作常采用真空絕熱蒸發,不設外部循環加熱裝置,蒸發室內溫度較低,可防止過飽和度的劇烈變化。
3.攪拌與混合
  增大攪拌速度可提高成核和生長速率,攪拌速度過快會造成晶體的剪切破碎,影響結晶產品質量。為獲得較好的混合狀態,同時避免結晶的破碎,可采用氣提式混合方式,或利用直徑或葉片較大的攪拌槳,降低槳的轉速。
4.溶劑與pH值
  結晶操作采用的溶劑和pH值應使目標溶質的溶解度較低,以提高結晶的收率。溶劑和pH值對晶形有影響。如普魯卡因青黴素在水溶液中的結晶為方形晶體,在醋酸丁酯中的結晶為長棒狀。在設計結晶操作前需實驗確定使結晶晶形較好的溶劑和pH值。
5.晶種
  向處於介穩區的過飽和溶液中添加顆粒均勻的晶種。對於溶液粘度較高的物係,晶核很難產生,而在高過飽度下,一旦產生晶核,就會同時出現大量晶核,容易發生聚晶現象,產品質量不易控製。高粘度物係必須用在介穩區內添加晶種的操作方法。
6.晶漿濃度
  晶漿濃度越高,單位體積結晶器中結晶表麵積越大,結晶生長速率越快,有利於提高結晶生產速度(產量)。但晶漿濃度過高時,懸浮液的流動性差,混合操作困難。晶漿濃度應在操作條件允許的範圍內取上限值。在間歇操作中,晶種的添加量應根據^終結晶產品的大小,滿足晶漿濃度高效生產要求。
7.循環流速
  用外部循環式結晶器時,循環流速的設定要合理。
提高循環流速
  1)有利於消除設備內的過飽和度分布,使設備內的結晶成核速率及生長速率分布均勻;
  2)可增大固液表麵傳質係數,提高結晶生長速率;
  3)提高換熱效率,抑製換熱器表麵晶垢的生成;
  循環流速過高會造成結晶的磨損破碎。循環流速應在無結晶磨損破碎的範圍內取較大的值。如果結晶器具備結晶分級功能,循環流速也不宜過高,應保證分級功能的正常發揮。
8.晶垢
  結晶器壁及循環係統中產生晶垢,影響結晶過程效率。防止晶垢或除去晶垢方法:
  1)壁內表麵采用有機塗料,保持壁麵光滑,防止在器壁上的二維成核現象的發生;
  2)提高結晶係統中流體流速,使流速分布均勻,消除低流速區;
  3)若外循環液體為過飽和溶液,使其中不含有晶種;
  4)采用夾套保溫方式防止壁麵附近過飽和度過高;
  5)增設晶垢鏟除裝置,定期添加溶劑溶解產生的晶垢;
  6)蒸發室壁麵極易產生晶垢,可采用噴淋溶劑的方式溶解晶垢。
9.雜質
  結晶的對象是多組分物係,要選擇性結晶目標產物。
  如果共存雜質的濃度較低,一般對目標產物的結晶無明顯影響。但如果在結晶操作中雜質含量不斷升高(如采用蒸發式結晶操作時),雜質的積累會嚴重影響目標產物結晶的純度。
  結晶操作中需要控製雜質的含量,往往在結晶係統中增設除雜設備。離子交換柱或廢液排放。
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