工业结晶技术讲述.ppt

用到的晶体粒度分布模拟输入数据与前例相同。唯一区别是产品粒度规格从350μm改成了500μm。见表13.11。 例: 模拟结果见下表13.12。符合设计规范的模拟结果用阴影表示 第十四章 强制循环蒸发器结晶器设计 14.1 导言和操作原理 图14.1所示的是外置列管式换热器强制循环蒸发结晶器，被AKZO公司（AKZO Ltd） 用于真空制盐中。设计采用水平切向进料和底部中心出料方式。 Figure14.1 schematic representation of an evaporative forced circulation crystallizer with external calandria 双径向进料或底部中心进料。如果需要对晶体进行冲洗和分级排出，可以在蒸发器下面安装淘析腿，淘析腿安装在外循环蒸发器的中心位置。这时底部出料口到循环泵是偏心安装的。 Figure 14.2 Double radial inlet evaporative crystallizer with elutriation leg and external circulation 14.1.1 热短路 短路造成的循环到热交换器的液体温度升高，因而对数平均温差降低，加热蒸汽和循环晶浆之间的传热变差。图14.3就表示这种平均温差降低情况。 Figure 14.3 蒸发器进口温度 Ti对对数平均温差 ΔTln 的影响 14.1.2 固液两相流动 通常要求固体在结晶器中均匀分布，但应该记住通过控制固体停留时间能够成功地生产出规定的产品粒度分布。 盐蒸发器设计中相对来说较少引起注意的一个方面就是固液两相流动。应该保证晶体均匀悬浮，以便充分利用容器体积，防止局部过饱和度太高。特别重要的是要将足够量的晶体提升到沸腾区以降低产生的过饱和度。 14.1.3 结晶器几何学和基本设计参数 本章将举例说明强制外循环蒸发结晶器的设计方法。该结晶器将用于真空制盐。 首先要考虑的几点是 ： 1.生产能力（Production capacity） 2. 产品规格（Product specifications） 3. 原料 （Raw materials）（不考虑杂质） 4. 蒸发和操作温度（Steam and operation temperature） 要决定装置的尺寸，首先要考虑的主要九点是： 1、释放的蒸汽的动压力应不超过一最大值，这样可以避免细小盐滴的过多夹带。如果放出的蒸汽要用于加热后面一效的循环浆液（多效蒸发），这一点就特别重要。因为盐水会引起列管式换热器的腐蚀。 常推荐下式： （14.1） 这一准则决定蒸发器筒体部分的直径： (14.2) 明确指出了，Dv随蒸汽密度减小而增加（低压沸腾情况）。 2、为了简单起见，蒸发器筒体直径假设不变。筒体下面接一个锥体。通常建议锥顶的倾角不超过60o，以避免固体在斜面上的积累。 粒径范围为0到Lf的细晶以（R-1）Q的速率取出。粒径范 围 为0到∞的产品晶体以Q的速率取出。R是产品与细晶的停留时间之比。 细晶和产品晶体的停留时间： τF =V/(RQ) for LLf ----------------------------(13.45) τp= V/Q for L Lf ---------------------------(13.46) 因此， R=τp/τF ------------------------------------------(13.47) 容易看出粒数密度分布变成 ： 在没有细晶消除的情况下，R＝1，式（13.49）简化为MSMPR方程 ： 图13.15示出用和不用细晶消除时理论晶体粒度分布的一个例子 Figure 13.15 Theoretical crystal size distributions with and without fines removal. 粒径改善的一级估算可以从式（13.44）得到，式中剩余晶体分率β用下式表示（假设点细晶捕集）近似粒径改善 ： 粒径增大与R值、取出粒径范围LF以及相对动力学级数i有关。这种关系示于图13.1