第五章-连续结晶讲述.ppt

MSMPR模型的扩展与缺欠 在许多情况下，实验结果与用MSMPR模型所测的直线模型不吻合，特别是小颗粒的情况下，100μm以下。 聚合现象和破碎 在沉淀反应结晶过程中，小颗粒的聚合现象对产品的粒度分布的影响是很大的，为在颗粒蘅算方程中加入此现象，粒数衡算方程可写为： 是由于聚合而形成的颗粒数 是由于破碎而形成的颗粒数 聚并现象是由尺寸U和尺寸V-U进入尺寸V的速率可用下列方程描述： 由破碎而引起的颗粒尺寸的生长和消失也可以用相应的函数表示，如假设一个颗粒破碎成两个相同体积的颗粒，则 虽然在颗粒蘅算方程中包括聚并表示破碎现象是很困难，但结晶过程中这些现象又很重要，因此，在这些方面的研究也很活跃。 由于聚并引起的颗粒密度分布如图4.13 4.14 4.15 颗粒密度分布函数也可用一些其他的控制手段来实现，例如：细晶溶解。分级排除等。 连续结晶过程的模拟 连续结晶过程的稳态 在一定的进料，操作条件下，当体统达到稳态时 结晶器内的过饱和度为稳定值 产品量（悬浮密度），产品的粒度分布为稳定值， 产品的悬浮密度，由物料衡算确定 晶体的成长速率（和成核速率）应满足产品量的要求 结晶器内的过饱和度由晶体含量，晶体的成长速率和成核速率而定，因此，在过程之前为不可知数 模拟所需基本参数和模型 晶体： 密度 体积形状系数 液体： 溶解度数据 C* = f（T） 操作条件： 结晶器体积 V 喂料浓度，喂料速率，蒸发速率， 结晶温度， 搅拌强度 排料位置 * （对不完全混合悬浮状态的结晶过程） 基本模型： 成核速率模型 成长速率模型 模拟过程 给定结晶过程的过饱和度，ΔC 计算溶液的实际浓度 C10 = C* + ΔC 计算溶液的悬浮密度：MT = （C0/(1-Vw/V0))-C10 计算初始成长速率 G = f （ ΔC，L） 计算初始成核速率， 计算n0， n0 = B/G 估计计算产品的粒数密度，例如MSMPR结晶器 计算由颗粒分布得到的悬浮密度 判断：比较在猜测的过饱和度下，根据过程条件得到的产品粒度分布，从而计算的悬浮密度与根据物料衡算得到的悬浮密度 相等：说明所猜测的过饱和度为实际操作的过饱和度，因此计算成立，所得到的产品粒度分布为实际值，输出结果，并计算平均粒径的参数 不等：重新猜测过饱和度，重新计算，直至相等 注意：过饱和度的猜测方法要使用一定的有哪些信誉好的足球投注网站方法，使猜测值逐渐逼近正确值。 连续结晶过程，粒数衡算 第五章 连续结晶过程的特征 连续结晶过程是在结晶系统内保持连续进料，连续排料， 一般的连续结晶过程是在一个能使晶体悬浮的设备内进行 适用于大规模的生产 产品的粒度分布比较宽 过程控制相对比较困难 MSMPR 结晶器 一般的连续操作过程中，都要求预测最终产品的尺寸及其尺寸分布. 混合悬浮、混合产品排出(Mixed suspension, Mixed product remove, MSMPR) 是一个理想的连续操作的结晶器模型。 通过对（MSMPR）结晶器颗粒衡算，得到其粒度分布模型，此模型在分析连续结晶系统中展示了重要的作用。 MSMPR 结晶器假设 产品的颗粒粒度分布和结晶器中粒度分布完全相同，即当产品排出时颗粒没有“分级” 。 颗粒的形成全部是成核，和随后的成长，也就是说，颗粒的破碎，摩擦和聚集现象全部忽略。 颗粒的形状系数不随颗粒的尺寸而变化，因此，特征尺寸可以用来描述全部的颗粒。 进料中不存在任何尺寸的晶体 在此基本的假设下，使用类似于能量和质量衡算的基本方法，可建立颗粒衡算。 粒数衡算 在结晶器内考虑任意颗粒尺寸L，对尺寸范围在L1到L2之间，用n1和n2表示其相应的颗粒密度，对颗粒进行衡算 考虑在此范围的颗粒衡算 L1,G1,n1 L2,G2,n2 L 颗粒进入或离开这一尺寸范围时，可能由于成长或流体流动，用G表示晶体的线性成长速率，V表示结晶器尺寸，Q表示体积流率，则有 1.由于成长进入此尺寸范围的颗粒个数， Vn1G1 2.由于成长离开此尺寸范围的颗粒个数 Vn2G2 3.由于流体流入(喂料）而带入的晶体在此范围的个数 为 在Li+1～Li之间的平均值 4.由于流体流动离开(排料）此尺寸范围的个数 粒数平衡 取极限使ΔL变成最小 V/Q=τ （平均停留时间） 同时假设在进入的流体中设有任何颗粒 如果假设晶体的成长速率不随晶体的尺