Método de cristalização da solução, estrutura de cristalizador e princípio de trabalho

De acordo com as diferentes formas de precipitação sólida, a cristalização pode ser dividida em vários tipos, como cristalização da solução, cristalização por fusão, cristalização da sublimação e cristalização de precipitação. O método mais utilizado na indústria é a cristalização da solução, o que é alcançado através do resfriamento ou remoção de solventes para obter uma solução que
Em um estado saturado, precipitar solutos como produtos. Além disso, as operações de cristalização também podem ser divididas em intermitentes e contínuas, com base na operação contínua ou em agitação e não agitada com base na presença ou na ausência de um dispositivo de agitação.
1. Método de cristalização da solução
A cristalização da solução refere -se ao processo no qual os cristais precipitam a partir de uma solução. A condição básica para a cristalização da solução é a supersaturação da solução, que geralmente passa pelo seguinte processo: solução insaturada → Solução saturada → Solução supersaturada → Formação de núcleos cristalinos → crescimento do cristal.
1. Método de resfriamento
O método de resfriamento, também conhecido como método de resfriamento, é um método de obter a supersaturação de uma solução, resfriando. A cristalização de resfriamento basicamente não remove o solvente, mas reduz a temperatura removendo o calor da solução, permitindo que a solução atinja um estado supersaturado e prossiga com a cristalização. Este método
Adequado para situações em que a solubilidade diminui significativamente com a diminuição da temperatura. O resfriamento pode ser dividido em resfriamento natural, resfriamento de parede e resfriamento direto de contato. O método de resfriamento natural é esfriar e cristalizar uma solução na atmosfera, e sua estrutura e operação do equipamento são as mais simples, mas a taxa de resfriamento é a mesma
Lenta, baixa capacidade de produção e difícil de controlar a qualidade do cristal. O método de resfriamento de parede é um método de cristalização amplamente utilizado na indústria, que depende da transferência de calor indireta e do resfriamento da cristalização através de jaquetas ou paredes do tubo. Este método consome menos energia e é amplamente utilizado, mas a taxa de transferência de calor de resfriamento é baixa e fria
No entanto, os cristais geralmente precipitam na superfície da parede, formando escala de cristal ou cicatrizes na parede do dispositivo, o que afeta o efeito de resfriamento. Contato direto com o refrigerador para esfriar com o ar ou o refrigerante em contato direto com a solução. Este método supera as desvantagens do resfriamento da parede, tem alta eficiência de transferência de calor e não é complicada
Problema de cicatrizes, mas o equipamento é volumoso; Ao usar esta operação, é importante observar que o meio de resfriamento selecionado não deve ser miscível com o solvente no licor mãe da cristalização ou, embora miscível, deve ser fácil de separar e não contaminar o produto de cristalização.
2. Método de evaporação
O método de evaporação é um método de cristalização que atinge a supersaturação de uma solução, removendo alguns solventes e é adequado para situações em que a solubilidade não muda significativamente com a temperatura. A cristalização evaporativa consome mais energia e também tem o problema de fácil escalar na superfície de aquecimento, mas não é propício a
O processo de cristalização da recuperação do solvente ainda é econômico. O equipamento de cristalização evaporativo é frequentemente operado sob baixa pressão de vácuo, a fim de diminuir a temperatura operacional, facilitar a estabilidade de produtos termonsíveis e reduzir a perda de energia térmica.
3. Método de resfriamento a vácuo
Método de resfriamento a vácuo, também conhecido como método de cristalização de resfriamento flash. É um método de cristalização no qual um solvente passa por evaporação flash em condições de vácuo para resfriar a solução adiabática. Essencialmente, combina métodos de resfriamento e evaporação simultaneamente. Este método é aplicável à medida que a temperatura aumenta
Substâncias com alta solubilidade que aumentam a uma taxa moderada, como sulfato de amônio, cloreto de potássio, etc. O principal equipamento desse método é simples, sem paredes de troca de calor, com menos cicatrizes de cristal e pode levar um tempo de manutenção mais longo. O problema de prevenção de corrosão do equipamento também é fácil de resolver, tornando-o a primeira escolha na produção de cristalização em larga escala
Método.
4. Método de precipitação de sal
O método de precipitação de sal é um método de estabelecer a supersaturação para a cristalização, adicionando uma certa substância à solução para reduzir a solubilidade do soluto no solvente. A substância adicionada é chamada de agente de precipitação de sal ou precipitante, e é necessário que seja miscível com o solvente original, mas não solúvel
A substância a ser cristalizada requer uma separação fácil entre a substância adicionada e o solvente original. A razão pela qual é chamada método de precipitação de sal é porque o cloreto de sódio é o aditivo mais comum. Por exemplo, no método combinado de produção de álcalis, adicionar cloreto de sódio a uma solução de cloreto de amônio de baixa temperatura pode fazer a solução
O cloreto de amônio se cristalizou. Água, álcoois e cetonas também podem ser usados ​​como aditivos para causar cristalização de sal em certas soluções, às vezes também conhecidas como cristalização da solução. O processo de precipitação de sal é simples e fácil de operar, adequado para a cristalização de materiais termossensíveis e cristalização de medicamentos; A desvantagem é que muitas vezes requer
Configure o equipamento de reciclagem para processar licor mãe de cristalização, a fim de recuperar solventes e agentes de precipitação de sal.
5. Cristalização reativa
A cristalização da reação é o uso de reações químicas entre gases e líquidos ou líquidos e líquidos para produzir produtos com baixa solubilidade. Esta situação é uma combinação de processos de reação e cristalização. À medida que a reação avança, a concentração de produtos de reação aumenta e atinge a supersaturação
Em solução, os núcleos de cristal são gerados e gradualmente crescem em partículas de cristal maiores. Além disso, existem métodos de cristalização de pressão e cristalização de pontos isoelétricos que reduzem a solubilidade alterando a pressão ou controlando o pH.
2. Cristalizador
Existem muitos tipos de cristalizadores, que podem ser divididos em cristalizadores de resfriamento e evaporando cristalizadores de acordo com o método de obtenção do estado de saturação da solução; De acordo com o modo de fluxo, ele pode ser dividido em cristalizador de pasta misto, cristalizador graduado, cristalizador de circulação de licor mãe e cristalizador de circulação de pasta; Por sim
Os cristalizadores não agitados são divididos em cristalizadores agitados e cristalizadores não agitados; De acordo com o modo de operação, ele pode ser dividido em cristalizador contínuo e cristalizador intermitente.
1. Cristalizador de resfriamento
1) Cristalizador de ar resfriado
O cristalizador resfriado ao ar é o tanque de cristalização aberto mais simples, que esfria na atmosfera e reduz gradualmente a temperatura no tanque, enquanto uma pequena quantidade de solvente vaporiza. Devido à operação intermitente e resfriamento lento, os sais contendo água policristalina frequentemente
Cristais de alta qualidade e grandes podem ser obtidos. Mas ocupa uma grande área e tem baixa capacidade de produção.
2) cristalizador de chaleira
O resfriamento necessário para o processo de cristalização é fornecido por uma jaqueta ou um trocador de calor externo, e a escolha do cristalizador depende principalmente da demanda por capacidade de troca de calor. Atualmente, os amplamente utilizados incluem cristalizadores de resfriamento de circulação interna com cristalizadores de resfriamento de circulação externa e de circulação externa
Dispositivo, conforme mostrado na figura a seguir. O cristalizador de resfriamento de circulação externa pode ser operado de forma intermitente ou continuamente. Se a produção de grandes cristais de partículas, a operação intermitente é recomendada, enquanto a operação contínua é melhor para a preparação de pequenos cristais de partículas. A operação de loop externo pode fortalecer a estrutura
A mistura uniforme e a transferência de calor para dentro do cristal têm as vantagens de uma grande área de trocador de calor de resfriamento e uma alta taxa de transferência de calor, que é propícia ao controle da supersaturação da solução. No entanto, é necessário escolher uma bomba de circulação adequada para evitar o desgaste e a quebra dos cristais de partículas em suspensão.
2. Cristalizador evaporativo
1) Cristalizador evaporativo do tipo de crescimento de Krystal olso
Krystal OLSO Tipo de crescimento (tipo de circulação forçado) Cristalizador evaporativo, que consiste em uma câmara de evaporação e uma câmara de cristalização. A câmara de evaporação está localizada acima e a câmara de cristalização está localizada abaixo, conectada por um downcomer central no meio. O corpo da câmara de cristalização está equipado com
Um certo cone, com uma pequena seção inferior e uma seção superior maior. Depois que o líquido da matéria -prima é pré -aquecido por um aquecedor externo, ele entra na câmara de evaporação através de um tubo de recirculação e é rapidamente evaporado. O solvente é extraído e a solução é resfriada, fazendo com que a solução entre rapidamente na zona metaestável e precipite na câmara de cristalização
Produzir cristais. Partículas de cristal maiores são enriquecidas na parte inferior da câmara de cristalização, e a supersaturação da solução que flui para fora do downcomer diminui gradualmente. Quando a solução atinge a camada superior da câmara de cristalização, basicamente não há grãos e a supersaturação é completamente consumida. A mãe clara de licor cristaliza
O transbordamento do topo da sala entra no pipeline de circulação. Este método de operação é um tipo de circulação típica de licor mãe, que tem a vantagem de que o líquido circulante basicamente não contenha partículas de cristal, evitando assim a nucleação secundária excessiva causada por colisão entre o impulsor da bomba e os grãos, bem como a cristalização da cristalização
O efeito de classificação do tamanho das partículas da sala produz produtos cristalinos com partículas grandes e uniformes. A desvantagem deste cristalizador é sua baixa flexibilidade operacional, circulação limitada de licor mãe pela velocidade de sedimentação das partículas do produto em solução saturada e fácil formação da superfície da parede interna do tubo de aquecimento no cristalizador
A escala de cristal causa uma diminuição no coeficiente de transferência de calor do trocador de calor
2) cristalizador evaporativo do tipo DTB
Tipo DTB (também conhecido como tipo blindado) cristalizador evaporativo. Pode ser usado em conjunto com aquecedores evaporativos ou separados dos aquecedores. O cristalizador é atualmente do tipo mais usado como um cristalizador de resfriamento evaporativo a vácuo. Sua característica está fumegando
Há um tubo de guia na sala do gerador, que é equipada com um agitador com uma hélice. Ele rapidamente empurra a solução saturada com pequenos cristais para a superfície da evaporação. Devido ao estado de vácuo do sistema, o solvente produz evaporação em flash, resultando em superesturação leve e depois
Quando uma solução saturada flui para baixo ao longo da área anular, sua supersaturação é liberada, permitindo que o cristal cresça. Há uma perna de classificação na parte inferior do dispositivo, e a pasta de produto extraída precisa passar primeiro por ele, misturar -se com o líquido da matéria -prima e depois circular pelo tubo de guia central. Crescimento de cristais
Depois de atingir um certo tamanho, ele precipita nas pernas de classificação e o produto também é lavado. Finalmente, é separado fora da bomba de pasta de cristal para garantir a qualidade e o tamanho uniforme das partículas do produto cristalino, para que o produto não seja misturado com cristais finos.
O cristalizador do tipo DTB é um cristalizador típico de circulação interna de pasta, com excelente desempenho, alta intensidade de produção e capacidade de produzir grandes produtos cristalinos de partículas. Não é fácil escalar dentro do cristalizador e se tornou uma das principais formas de cristalizador contínuo, que pode ser usado para métodos de resfriamento e evaporação a vácuo
Operações de cristalização e cristalização de reação.
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