冷凍結(jié)晶器

冷凍結(jié)晶器是一種用于工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行結(jié)晶過(guò)程的設(shè)備，它通過(guò)冷凍的方式促使溶質(zhì)結(jié)晶。以下是關(guān)于冷凍結(jié)晶器的一些詳細(xì)信息。

設(shè)計(jì)原理和工藝

冷凍結(jié)晶器的設(shè)計(jì)原理是通過(guò)降低溶液溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，特別適用于大部分具有高溶解度且溶解度隨溫度變化迅速的物料。降溫結(jié)晶是獲得產(chǎn)品的方法。對(duì)于結(jié)晶溫度不太低的過(guò)程，比如50℃，采用真空降溫結(jié)晶器是最為經(jīng)濟(jì)的，但是當(dāng)結(jié)晶溫度很低時(shí)，比如結(jié)晶溫度0℃，就必須通過(guò)表面換熱的冷凍結(jié)晶器來(lái)解決了。

在工藝方面，硫酸鈉冷凍結(jié)晶器是十水硫酸鈉(芒硝)冷凍結(jié)晶器，用于硫酸鈉溶液的冷凍結(jié)晶，所得的結(jié)晶產(chǎn)品為十水硫酸鈉晶體(芒硝)。結(jié)晶產(chǎn)量以及溶液熱負(fù)荷是完成硫酸鈉連續(xù)結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)來(lái)液的成分和工藝要求則決定了硫酸鈉冷凍結(jié)晶器的終點(diǎn)結(jié)晶溫度。在-0.9硫酸鈉溶解度達(dá)到最低點(diǎn),溫度繼續(xù)降低則溶液開(kāi)始析出冰晶,硫酸鈉濃度開(kāi)始增高,這也是冷凍濃縮的原理。

特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

冷凍結(jié)晶器的特點(diǎn)包括低溫操作、高效的熱量傳遞效率、結(jié)構(gòu)緊湊和靈活性高等。它的優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的進(jìn)出料和換熱，物料溫度始終維持在結(jié)晶溫度附近，并保持穩(wěn)定。此外，結(jié)晶器內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶體懸浮、顆粒分級(jí)是冷凍結(jié)晶器的典型特征。OSLO結(jié)晶器可實(shí)現(xiàn)很低的成核速率，晶體在懸浮狀態(tài)下連續(xù)生長(zhǎng)，得到大粒徑產(chǎn)品。系統(tǒng)通過(guò)把澄清母液連續(xù)送至外置換熱器降溫以獲得過(guò)飽和濃度，然后送回晶體懸浮床層，在過(guò)飽和溶液從下至上穿過(guò)晶體床層的過(guò)程中。

應(yīng)用領(lǐng)域

冷凍結(jié)晶器廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品等行業(yè)中的結(jié)晶分離、純化和產(chǎn)品制備等工藝中。例如，在氫氧化鋰生產(chǎn)和一步法碳酸鋰生產(chǎn)除雜過(guò)程中，硫酸鈉連續(xù)冷凍結(jié)晶器得到了充分使用。氫氧化鋰?yán)鋬雒撓跸到y(tǒng)采用兩級(jí)連續(xù)冷凍結(jié)晶，級(jí)將物料冷凍至0~5,拿出絕大部分硫酸鈉,第二步深冷至-5~-15,將溶液中硫酸根濃度降到最低。結(jié)晶器采用OSLO連續(xù)結(jié)晶器,配多臺(tái)獨(dú)立外置冷卻器。

結(jié)論

冷凍結(jié)晶器是一種高效的連續(xù)結(jié)晶設(shè)備，它具有操作產(chǎn)量大、連續(xù)穩(wěn)定、配置簡(jiǎn)單、操作控制方便的特點(diǎn)。通過(guò)冷凍裝置降低溶液的溫度，當(dāng)溶液的溫度降低到溶質(zhì)的飽和度以下時(shí)，溶質(zhì)會(huì)過(guò)飽和并開(kāi)始結(jié)晶。這種設(shè)備適用于處理溶解度隨溫度下降而顯著減低的物系，特別適用于需要獲得大粒徑產(chǎn)品的場(chǎng)合。