DTB连续结晶器介绍

DTB连续结晶器介绍 DTB 连续结晶器简介一、概述结晶是一个重要的化工过程，是物质提纯的主要手段之一。众多化工、医药产品及中间产品都是以晶体形态出现的，结晶往往是大规模生产它们的最好又最经济的方法。结晶过程是一个复杂的传热、传质过程。在溶液和晶体并存的悬浮液中，溶液中的溶质分子向晶体转移（结晶），同时晶体的分子也在向溶液扩散（溶解）。在未饱和溶液中溶解速度大于结晶速度，从宏观上看这个过程就是溶解；在过饱和溶液中结晶速度大于溶解速度，从宏观上看这个过程就是结晶。所以，结晶的前提是溶液必须有一定的过饱和...

DTB 连续结晶器简介一、概述结晶是一个重要的化工过程，是物质提纯的主要手段之一。众多化工、医药产品及中间产品都是以晶体形态出现的，结晶往往是大规模生产它们的最好又最经济的方法。结晶过程是一个复杂的传热、传质过程。在溶液和晶体并存的悬浮液中，溶液中的溶质分子向晶体转移（结晶），同时晶体的分子也在向溶液扩散（溶解）。在未饱和溶液中溶解速度大于结晶速度，从宏观上看这个过程就是溶解；在过饱和溶液中结晶速度大于溶解速度，从宏观上看这个过程就是结晶。所以，结晶的前提是溶液必须有一定的过饱和度。对于不同的物料特性，有的溶液可以通过降温来实现过饱和，而有的溶液则必须移走溶剂才能实现过饱和。过饱和度是物料结晶的推动力，但当过饱和度超出介稳区时将产生大量的细晶，这在结晶过程中是需要避免的。在结晶过程中，晶体表面裹有一层饱和浓度的液膜，阻碍着晶体与溶液之间的传质。液膜越薄、更新越快，则晶体生长就越快。一般来说，连续结晶都是在全密闭条件下进行的，原料连续加入，晶浆连续排出，可以方便地控制其温度、压力和浓度。通过对温度、压力、流量、蒸发量等参数的精确控制，可以准确地控制料液的过饱和度，给结晶过程提供恒定的推动力，使物料始终处在最适合结晶的状态。连续结晶设备均设有晶浆循环系统，可为晶浆提供良好的流体动力学条件，使结晶的传质充分、迅速。和传统的间歇结晶工艺相比，连续结晶具有收率高、能耗低、母液少、产品质量好、自动化程度高、设备占地面积小及操作人员少等优点。由于连续结晶器具有较高的生产效率，一套连续结晶器往往可以取代数套乃至数十套间歇结晶器，相应配套设备的数量也大大减少。二、DTB 型结晶器 DTB（Draft Tube Baffle）型结晶器是上世纪 50 年代出现的一种高效能的结晶器。经过多年的实际运行的考察，证明这种形式的结晶器性能良好，生产强度高，器内不易结疤。能生产大晶粒（600～1200μm）。已成为连续结晶器的主要形式之一。 DTB 型结晶器中间有一导流筒，导流筒与设备筒体之间有一圆筒形挡板，导流筒下端有一内置循环泵。循环泵桨叶以较低的转速旋转，晶浆悬浮液在循环泵的作用下，在导流筒内快速上升至料液表面，然后转向下方，沿导流筒与挡板之间的环形通道慢速降至结晶器底部，重又被吸入导流筒下端；如此反复循环，使料液充分混合。由于循环泵设置在结晶器内部，故仅需很低的压头就能推动器内料液的循环。晶浆固液比可高达 30～40%（w/w）。 DTB 型连续结晶器设有内外两个循环系统。内循环系统为晶浆提供良好的流体动力学条件，使结晶的传质充分、迅速。在结晶过程中，晶体表面均裹有一层饱和浓度的液膜，阻碍着晶体与液体之间的传质。液膜越薄、更新越快，则晶体生长就越快。内循环系统就可以达到这一目的。同时，由于循环条件好，晶体生长始终在运动中进行，从而避免了叠晶、码晶、包晶等现象的发生，减少了晶体包裹、携带的母液量，提高了产品的纯度。外循环系统是将澄清区的母液送至外置加热器，经加热后返回结晶器。其有两个功能，一是为蒸发结晶提供所需热量，二是消除器内多余的二次晶核，使晶粒度分布较窄。DTB 型连续结晶器所特有的清母液溢流功能还可以控制器内的味精晶浆密度，以及料液中的杂质浓度，使杂质不在器内累积，从而对结晶质量有了可靠的调控手段。一次结晶收率可达 85%以上，而母液的排放量仅为进料量的 10%左右。对于蒸发结晶，沸腾液体的表面层是产生过饱和趋势最强烈的区域。在此区域，存在着进入不稳区而产生大量晶核的危险。在 DTB 型结晶器中，导流筒把含大量晶体的晶浆直接送到沸腾液体的表面，使料液表层中随时存在着大量的晶体，从而有效地消耗不断产生的过饱和度，使之只能处在相对较低的水平，避免了在此区域因过饱和度过高而产生大量晶核的危险，同时也大大降低了沸腾液面处的筒壁上结挂晶疤的速率。根据结晶学二次成核理论，二次成核的主要原因是搅拌器叶轮对晶体的碰撞。由于 DTB 型结晶器晶浆循环所需的压头很低，循环泵桨叶只需在很低的转速下工作即可，使得因碰撞而产生的过剩晶核数大为减少，搅拌功率的消耗也较任何一种外循环型结晶器都低。由于 DTB 型结晶器内部遮挡板的存在，使得晶体的生长区和母液的澄清区截然分开。母液的澄清不受搅拌器的影响，实现了清母液溢流。清母液溢流也可以与细晶消除相结合，因为从澄清区溢流而出的母液总会含有小于某一切割粒度的细晶，此母液分为两部分，一部分排出结晶器外；另一部分进入外部加热器，经加热后细晶溶解重又进入结晶器，这样就可消除器内多余的二次晶核，保证产品的粒度要求。清母液溢流是调节结晶器内晶浆密度的主要手段，增加清母液溢流量无疑可有效地提高器内的晶浆密度。另外，清母液溢流还可以使液体与固体有不同的器内停留时间，固相的停留时间可延长数倍之多。这对于结晶这样的低速过程有至为重要的意义。

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