Método de cristalización de la solución, estructura de cristalizador y principio de trabajo

De acuerdo con las diferentes formas de precipitación sólida, la cristalización se puede dividir en varios tipos, como la cristalización de la solución, la cristalización de la fusión, la cristalización de sublimación y la cristalización de la precipitación. El método más utilizado en la industria es la cristalización de la solución, que se logra al enfriar o eliminar solventes para lograr una solución que
En un estado saturado, precipite los solutos como productos. Además, las operaciones de cristalización también se pueden dividir en intermitentes y continuas en función de si la operación es continua o en agitación y no agitada según la presencia o ausencia de un dispositivo de agitación.
1. Método de cristalización de la solución
La cristalización de la solución se refiere al proceso en el que los cristales precipitan de una solución. La condición básica para la cristalización de la solución es la sobresaturación de la solución, que generalmente pasa por el siguiente proceso: solución insaturada → Solución saturada → Solución supersaturada → Formación de núcleos de cristal → Crecimiento de cristales.
1. Método de enfriamiento
El método de enfriamiento, también conocido como método de enfriamiento, es un método para lograr la sobresaturación de una solución enfriando. La cristalización de enfriamiento básicamente no elimina el disolvente, pero reduce la temperatura al eliminar el calor de la solución, permitiendo que la solución alcance un estado sobresaturado y continúe con la cristalización. Este método
Adecuado para situaciones donde la solubilidad disminuye significativamente con la disminución de la temperatura. El enfriamiento se puede dividir en enfriamiento natural, enfriamiento de pared y enfriamiento de contacto directo. El método de enfriamiento natural es enfriar y cristalizar una solución en la atmósfera, y su estructura y operación del equipo son los más simples, pero la velocidad de enfriamiento es la misma.
Capacidad de producción lenta, baja y difícil de controlar la calidad del cristal. El método de enfriamiento de pared es un método de cristalización ampliamente utilizado en la industria, que se basa en la transferencia de calor indirecta y el enfriamiento de la cristalización a través de chaquetas o paredes de tubo. Este método consume menos energía y se usa ampliamente, pero la velocidad de transferencia de calor de enfriamiento es baja y fría
Sin embargo, los cristales a menudo precipitan en la superficie de la pared, formando escala de cristal o cicatrices en la pared del dispositivo, lo que afecta el efecto de enfriamiento. Contacto directo con el enfriador para enfriar con aire o refrigerante en contacto directo con la solución. Este método supera los inconvenientes del enfriamiento de la pared, tiene una alta eficiencia de transferencia de calor y no es complicado
Problema de cicatriz, pero el equipo es voluminoso; Al usar esta operación, es importante tener en cuenta que el medio de enfriamiento seleccionado no debe ser miscible con el solvente en el licor de la madre de cristalización o, aunque miscible, debe ser fácil de separar y no contaminar el producto de cristalización.
2. Método de evaporación
El método de evaporación es un método de cristalización que logra la sobresaturación de una solución al eliminar algunos solventes, y es adecuado para situaciones en las que la solubilidad no cambia significativamente con la temperatura. La cristalización evaporativa consume más energía y también tiene el problema de escalar fácil en la superficie de calentamiento, pero no es propicio para
El proceso de cristalización de la recuperación del solvente sigue siendo rentable. El equipo de cristalización de evaporación a menudo se opera a baja presión de vacío para reducir la temperatura de funcionamiento, facilitar la estabilidad de los productos termosensibles y reducir la pérdida de energía térmica.
3. Método de enfriamiento de vacío
Método de enfriamiento de vacío, también conocido como método de cristalización de enfriamiento de flash. Es un método de cristalización en el que un solvente sufre evaporación flash en condiciones de vacío para enfriar la solución adiabática. Esencialmente, combina métodos de enfriamiento y evaporación simultáneamente. Este método es aplicable a medida que aumenta la temperatura
Sustancias con alta solubilidad que aumentan a una velocidad moderada, como sulfato de amonio, cloruro de potasio, etc. El equipo principal de este método es simple, sin paredes de intercambio de calor, con menos cicatrices de cristal, y puede tomar un tiempo de mantenimiento más largo. El problema de prevención de corrosión del equipo también es fácil de resolver, lo que lo convierte en la primera opción en la producción de cristalización a gran escala
Método.
4. Método de precipitación de sal
El método de precipitación de sal es un método para establecer la sobresaturación para la cristalización al agregar una cierta sustancia a la solución para reducir la solubilidad del soluto en el solvente. La sustancia adicional se llama agente de precipitación de sal o precipitante, y se requiere que sea miscible con el solvente original, pero no soluble
La sustancia a cristalizar requiere una separación fácil entre la sustancia adicional y el disolvente original. La razón por la que se llama método de precipitación de sal es porque el cloruro de sodio es el aditivo más común. Por ejemplo, en el método combinado de producción de álcali, agregar cloruro de sodio a una solución de cloruro de amonio a baja temperatura puede hacer que la solución
El cloruro de amonio cristalizado. El agua, los alcoholes y las cetonas también se pueden usar como aditivos para causar cristalización de sal en ciertas soluciones, a veces también conocidas como cristalización de la solución. El proceso de precipitación de sal es simple y fácil de operar, adecuado para la cristalización de materiales termosensibles y cristalización de fármacos; La desventaja es que a menudo requiere
Establezca equipos de reciclaje para procesar el licor madre de cristalización, para recuperar solventes y agentes de precipitación de sal.
5. Cristalización reactiva
La cristalización de la reacción es el uso de reacciones químicas entre gases y líquidos o líquidos y líquidos para producir productos con baja solubilidad. Esta situación es una combinación de procesos de reacción y cristalización. A medida que avanza la reacción, la concentración de productos de reacción aumenta y alcanza la sobresaturación
En solución, se generan núcleos de cristal y crecen gradualmente en partículas de cristal más grandes. Además, existen la cristalización de presión y los métodos de cristalización de puntos isoeléctricos que reducen la solubilidad al cambiar la presión o el control del pH.
2. Cristalizador
Hay muchos tipos de cristalizadores, que se pueden dividir en cristalizadores de enfriamiento y cristalizadores evaporantes de acuerdo con el método para obtener el estado de saturación de la solución; Según el modo de flujo, se puede dividir en cristalizador de lechada mixta, cristalizador graduado, cristalizador de circulación de licor madre y cristalizador de circulación de suspensión; Por si
Los cristalizadores no agitados se dividen en cristalizadores agitados y cristalizadores no agitados; Según el modo de operación, se puede dividir en cristalizador continuo y cristalizador intermitente.
1. Cristalizador de enfriamiento
1) Cristalizador de aire enfriado
El cristalizador de aire enfriado es el tanque de cristalización abierto más simple, que se enfría en la atmósfera y disminuye gradualmente la temperatura en el tanque, mientras que una pequeña cantidad de solvente se vaporiza. Debido a la operación intermitente y un enfriamiento lento, las sales que contienen agua policristalina a menudo
Se pueden obtener cristales de alta calidad y grandes. Pero ocupa un área grande y tiene baja capacidad de producción.
2) Cristalizador de hervidor
El enfriamiento requerido para el proceso de cristalización es suministrado por una chaqueta o un intercambiador de calor externo, y la elección del cristalizador depende principalmente de la demanda de capacidad de intercambio de calor. Actualmente, los ampliamente utilizados incluyen cristalizadores de enfriamiento de circulación interna con cristalizadores de enfriamiento de circulación externo y agitación
Dispositivo, como se muestra en la siguiente figura. El cristalizador de enfriamiento de circulación externa se puede operar de manera intermitente o continua. Si se producen cristales de partículas grandes, se recomienda una operación intermitente, mientras que la operación continua es mejor para preparar pequeños cristales de partículas. La operación de bucle externa puede fortalecer la estructura
La mezcla uniforme y la transferencia de calor dentro del cristal tienen las ventajas de un área de intercambiador de calor de enfriamiento grande y una alta velocidad de transferencia de calor, que conduce al control de la sobresaturación de la solución. Sin embargo, es necesario elegir una bomba de circulación adecuada para evitar el desgaste y la rotura de los cristales de partículas suspendidas.
2. Cristalizador evaporativo
1) Cristalizador evaporativo de tipo Krystal Olso de crecimiento
El cristalizador evaporativo del tipo de crecimiento de olso Krystal (tipo de circulación forzada), que consiste en una cámara de evaporación y una cámara de cristalización. La cámara de evaporación se encuentra arriba y la cámara de cristalización se encuentra a continuación, conectada por un centro descendente central en el medio. El cuerpo de la cámara de cristalización está equipado con
Un cierto cono, con una pequeña sección inferior y una sección superior más grande. Después de que el líquido de la materia prima es precalentada por un calentador externo, ingresa a la cámara de evaporación a través de un tubo de recirculación y se evapora rápidamente. El disolvente se extrae y la solución se enfría, lo que hace que la solución ingrese rápidamente a la zona metaestable y precipite en la cámara de cristalización
Producir cristales. Las partículas de cristal más grandes se enriquecen en la parte inferior de la cámara de cristalización, y la sobresaturación de la solución que fluye del volante disminuye gradualmente. Cuando la solución alcanza la capa superior de la cámara de cristalización, básicamente no quedan granos, y la sobresaturación se consume por completo. El licor de madre transparente cristaliza
El desbordamiento desde la parte superior de la habitación ingresa a la tubería de circulación. Este método de operación es un tipo típico de circulación de licor materna, que tiene la ventaja de que el líquido circulante básicamente no contiene partículas de cristal, evitando así la nucleación secundaria excesiva causada por la colisión entre el impulsor de la bomba y los granos, así como la cristalización.
El efecto de clasificación de tamaño de partícula de la habitación produce productos cristalinos con partículas grandes y uniformes. La desventaja de este cristalizador es su baja flexibilidad de funcionamiento, circulación limitada de licor madre por la velocidad de asentamiento de las partículas del producto en solución saturada y una fácil formación de la superficie de la pared interna del tubo de calentamiento en el cristalizador
La escala cristalina provoca una disminución en el coeficiente de transferencia de calor del intercambiador de calor
2) Cristalizador evaporativo de tipo DTB
Tipo DTB (también conocido como cristalizador evaporativo de tipo blindado). Se puede usar junto con calentadores evaporativos o separados de los calentadores. El cristalizador es actualmente el tipo más utilizado como cristalizador de enfriamiento evaporativo de vacío. Su característica es humeante
Hay un tubo guía en la sala del generador, que está equipado con un agitador con una hélice. Rápidamente empuja la solución saturada con pequeños cristales a la superficie de evaporación. Debido al estado de vacío del sistema, el solvente produce evaporación flash, lo que resulta en una leve sobresaturación, y luego
Cuando una solución saturada fluye hacia abajo a lo largo del área anular, se libera su sobresaturación, lo que permite que el cristal crezca. Hay una pierna de clasificación en la parte inferior del dispositivo, y la suspensión del producto extraído debe pasar a través de ella primero, mezclar con el líquido de la materia prima y luego circular a través de la tubería de guía central. Crecimiento cristalino
Después de alcanzar un cierto tamaño, precipita en las patas de clasificación, y el producto también se lava. Finalmente, se separa fuera de la bomba de suspensión de cristal para garantizar la calidad y el tamaño uniforme de partículas del producto cristalino, de modo que el producto no se mezcle con cristales finos.
El cristalizador de tipo DTB es un cristalizador de circulación interna típica de lodo con excelente rendimiento, alta intensidad de producción y la capacidad de producir grandes productos cristalinos de partículas. No es fácil de escalar dentro del cristalizador y se ha convertido en una de las principales formas de cristalizador continuo, que se puede utilizar para los métodos de enfriamiento y evaporación del vacío.
Operaciones de cristalización y cristalización de reacción.
Fuente: Reproducción
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