如何選擇結(jié)晶器

選擇結(jié)晶器時，要全面考慮許多因素，例如：所處理物系的性質(zhì)，希望晶體產(chǎn)品的粒度及粒度分布范圍，生產(chǎn)能力的大小，設(shè)備費和操作費，等等。可見問題比較復(fù)雜，沒有簡單的規(guī)則可循，在很大程度上要憑實際經(jīng)驗。下述一般性原則只能供參考之用。

物系的溶解度與溫度之間的關(guān)系是選擇結(jié)晶器時首先要考慮的重要因素。要結(jié)晶的物質(zhì)不外乎兩大類：第一類是溫度降低時溶質(zhì)的溶解度下降幅度大，第二類是溫度降低時溶質(zhì)的溶解度下降幅度很小或者具有一個逆溶解度。對于第二類溶質(zhì)，通常須用蒸發(fā)式結(jié)晶器，雖然對某些具體物質(zhì)可用鹽析式結(jié)晶器。對于第一類溶質(zhì)，則可選用冷卻式結(jié)晶器或真空式結(jié)晶器。

結(jié)晶產(chǎn)品的形狀、粒度及粒度范圍對結(jié)晶器的選擇有重要影響。要想生產(chǎn)顆粒較大而且均勻的晶體，可選用具有粒度分級作用的或產(chǎn)品分級排出的混合型結(jié)晶器。這類結(jié)晶器生產(chǎn)的晶體也便于后處理，即過濾、洗滌、干燥等后續(xù)操作比較容易，最后獲得的結(jié)晶產(chǎn)品也較純。

但值得指出，人們對結(jié)晶產(chǎn)品的粒度要求曾發(fā)生過急劇的變化。很早以前，人們曾錯誤地認(rèn)為粒度小的晶體要純凈些，所以要求產(chǎn)品有盡可能小的粒度。后來，人們又轉(zhuǎn)而認(rèn)為結(jié)晶產(chǎn)品粒度愈大愈好，把粒度大小視為產(chǎn)品質(zhì)量等級的標(biāo)志。大粒度的晶體產(chǎn)品雖然確有質(zhì)量高、外觀好、容易與母液分離、洗滌方便等許多優(yōu)點，但是生產(chǎn)這種大粒度的產(chǎn)品要顯著地增大設(shè)備投資及生產(chǎn)成本，而用戶往往不愿為這種產(chǎn)品付出高昂的代價。此外，在有些情況下，粒度較大的產(chǎn)品由于溶解速度較慢，對用戶反而不便。所以現(xiàn)代的趨勢是采取一種折衷的辦法，即生產(chǎn)具有適宜粒度的晶體產(chǎn)品，使它的粒度足以保證產(chǎn)品的質(zhì)量（包括純度及儲存、運輸?shù)刃阅埽?，同時又能用尺寸不過大的設(shè)備，以預(yù)期的速率生產(chǎn)出來。既然不需刻意追求粗大顆粒的晶體產(chǎn)品，所以某些結(jié)晶器（例如敞槽式、搖籃式及長槽攪拌式）現(xiàn)已漸被淘汰。

使用粒度分級型結(jié)晶器（例如Oslo）的熱潮也已過去，只有在日本為例外，但他們所使用的是一種改進的型式，即“大同”型。作為粒度分級結(jié)晶器，必須采用母液循環(huán)式操作，因而生產(chǎn)能力較低。如需提高生產(chǎn)能力，必須采用晶漿循環(huán)式操作，但這樣一來又不能算是粒度分級型了。由于粒度分級型結(jié)晶器僅能適用于為數(shù)不多的物系，且能夠連續(xù)運行的時間也較短，所以在大多數(shù)情況下，它已為某種型式的帶有攪拌的晶漿內(nèi)循環(huán)結(jié)晶器所取代。因此，就目前的趨勢來看，DTB、DP及Messo型結(jié)晶器有其廣闊的前途。

費用和占地大小也是需要考慮的重要因素。一般來說，連續(xù)操作的結(jié)晶器要比分批操作的經(jīng)濟些，尤其產(chǎn)率大時事這樣。如果生產(chǎn)速率大于1(t/d),用連續(xù)操作較好。蒸發(fā)式和真空式結(jié)晶器需要相當(dāng)大的頂部空間，但在同樣產(chǎn)量下，他們所占地面要比冷卻臥式結(jié)晶器小得多。

有些簡單的冷卻式結(jié)晶器，尤其敞槽式的，造價比較便宜，但冷卻式機械結(jié)晶器（例如長槽攪拌式）的造價卻相當(dāng)高，他們的維修費也相當(dāng)可觀。另一方面，機械結(jié)晶器不需要昂貴的產(chǎn)生真空的設(shè)備。冷卻式結(jié)晶器的另一缺點是他們的傳熱表面與溶液接觸的一面往往有晶體聚結(jié)成晶疤，與冷卻水接觸的一面又容易有水垢沉淀，其結(jié)果是既降低冷卻效率又增加除疤除垢的麻煩。這類麻煩問題在蒸發(fā)式結(jié)晶器中也會遇到。至于真空式結(jié)晶器，他們沒有換熱表面，所以沒有這類麻煩，但他們不適用于沸點升高得很多的溶液，例如燒堿溶液的結(jié)晶。

近些年來更新型的結(jié)晶器很少出現(xiàn)，這是因為制造廠及用戶已經(jīng)對某些型式的結(jié)晶器積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗及定量的設(shè)計數(shù)據(jù)，而對于他們所部熟悉的型式則不敢貿(mào)然采用。此外，作為一個新型設(shè)備，人們需求它能作為系列產(chǎn)品制造，能適用于不同物系，并能比已有的型式在性能上有明顯的提高。所以，對設(shè)計者說來，除非十分必要，否則開發(fā)更新型的結(jié)晶器并不一定是一條可取的途經(jīng)。有人甚至認(rèn)為，設(shè)計人員沒有必要針對特定物系去選擇結(jié)晶器的最佳型式，而只須就自己比較熟悉的結(jié)晶器型式去確定能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的操作條件。結(jié)晶器的制造廠往往只對一種或少數(shù)幾種結(jié)晶器有較為豐富的經(jīng)驗，而設(shè)計人員更是如此，所以可供選擇的余地就更有限了。

摘于《工業(yè)結(jié)晶》

詳情資料來自：http://www.wzbeinuo.com/product/zhengfa/jiejingqi/

連續(xù)冷卻結(jié)晶器

立式連續(xù)結(jié)晶器

DTB結(jié)晶器

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