結(jié)晶器結(jié)構(gòu)原理介紹
作者：泵 來源：結(jié)晶 發(fā)布時間：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
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（沸點溫度下）或減壓（低于正常沸點）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，溶液亦被冷卻。因此，此法實質(zhì)上兼有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶共有的特點，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。空氣冷卻式結(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，易實現(xiàn)連續(xù)操作。
B、導流筒結(jié)晶機（DTB型蒸發(fā)結(jié)晶器）
導流筒結(jié)晶機是一種高效結(jié)晶設(shè)備，物料溫度可控，其獨特的結(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。
設(shè)備主體為根據(jù)流體計算后設(shè)計的外筒體和導流筒，配套專用螺旋漿實現(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)計降溫速度、攪拌槳轉(zhuǎn)速等指標，各指標動態(tài)可調(diào)易實現(xiàn)系統(tǒng)自控制，以適應的結(jié)晶要求。
導流筒內(nèi)外壁拋光，減小物料在內(nèi)壁結(jié)疤現(xiàn)象；導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，實現(xiàn)了高效率；
相對能耗低；下部安裝出料閥可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)
轉(zhuǎn)速低，變頻調(diào)控,適用性強,運行可靠，故障少。
操作要點: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)有導流筒和筒形擋板，操作時熱飽和料液連續(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。加熱后的溶液在導流筒底部附近流入結(jié)晶器，并由緩慢轉(zhuǎn)動的螺旋槳沿導流筒送至液面。溶液在液面蒸發(fā)冷卻，達過飽和狀態(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制循環(huán)蒸發(fā)器等)中，溶液被加熱至沸點，蒸發(fā)濃縮達到過飽和而結(jié)晶。但應指出，用蒸發(fā)器濃縮溶液使其結(jié)晶時，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。
