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什么是結晶器，結晶器分類及應用

2011年04月25日作者：圣亞次

結晶器

用于結晶操作的設備稱為結晶器。結晶器的類型很多，按溶液獲得過飽和狀態(tài)的方法可分蒸發(fā)結晶器和冷卻結晶器；按流動方式可分母液循環(huán)結晶器和晶漿（即母液和晶體的混合物）循環(huán)結晶器；按操作方式可分連續(xù)結晶器和間歇結晶器。

常用的結晶器有：
　　結晶槽 　一種槽形容器，器壁設有夾套或器內(nèi)裝有蛇管，用以加熱或冷卻槽內(nèi)溶液。結晶槽可用作蒸發(fā)結晶器或冷卻結晶器。為提高晶體生產(chǎn)強度，可在槽內(nèi)增設攪拌器。結晶槽可用于連續(xù)操作或間歇操作。間歇操作得到的晶體較大，但晶體易連成晶簇，夾帶母液，影響產(chǎn)品純度。這種結晶器結構簡單，生產(chǎn)強度較低，適用于小批量產(chǎn)品（如化學試劑和生化試劑等）的生產(chǎn)。
　　強制循環(huán)蒸發(fā)結晶器 　一種晶漿循環(huán)式連續(xù)結晶器（圖1）。操作時,料液自循環(huán)管下部加入，與離開結晶室底部的晶漿混合后，由泵送往加熱室。晶漿在加熱室內(nèi)升溫（通常為2～6℃），但不發(fā)生蒸發(fā)。熱晶漿進入結晶室后沸騰，使溶液達到過飽和狀態(tài)，于是部分溶質(zhì)沉積在懸浮晶粒表面上，使晶體長大。作為產(chǎn)品的晶漿從循環(huán)管上部排出。強制循環(huán)蒸發(fā)結晶器生產(chǎn)能力大，但產(chǎn)品的粒度分布較寬。

DTB型蒸發(fā)結晶器 　即導流筒-擋板蒸發(fā)結晶器，也是一種晶漿循環(huán)式結晶器（見彩圖）。器下部接有淘析柱，器內(nèi)設有導流筒和筒形擋板，操作時熱飽和料液連續(xù)加到循環(huán)管下部，與循環(huán)管內(nèi)夾帶有小晶體的母液混合后泵送至加熱器。加熱后的溶液在導流筒底部附近流入結晶器，并由緩慢轉動的螺旋槳沿導流筒送至液面。溶液在液面蒸發(fā)冷卻，達過飽和狀態(tài)，其中部分溶質(zhì)在懸浮的顆粒表面沉積，使晶體長大。在環(huán)形擋板外圍還有一個沉降區(qū)。在沉降區(qū)內(nèi)大顆粒沉降，而小顆粒則隨母液入循環(huán)管并受熱溶解。晶體于結晶器底部入淘析柱。為使結晶產(chǎn)品的粒度盡量均勻，將沉降區(qū)來的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分級的作用，使小顆粒隨液流返回結晶器，而結晶產(chǎn)品從淘析柱下部卸出（圖2）。

　 奧斯陸型蒸發(fā)結晶器 　又稱為克里斯塔爾結晶器，一種母液循環(huán)式連續(xù)結晶器(圖3)。操作的料液加到循環(huán)管中，與管內(nèi)循環(huán)母液混合，由泵送至加熱室。加熱后的溶液在蒸發(fā)室中蒸發(fā)并達到過飽和，經(jīng)中心管進入蒸發(fā)室下方的晶體流化床(見流態(tài)化)。在晶體流化床內(nèi)，溶液中過飽和的溶質(zhì)沉積在懸浮顆粒表面,使晶體長大。晶體流化床對顆粒進行水力分級,大顆粒在下，而小顆粒在上，從流化床底部卸出粒度較為均勻的結晶產(chǎn)品。流化床中的細小顆粒隨母液流入循環(huán)管，重新加熱時溶去其中的微小晶體。若以冷卻室代替奧斯陸蒸發(fā)結晶器的加熱室并除去蒸發(fā)室等，則構成奧斯陸冷卻結晶器。這種設備的主要缺點是溶質(zhì)易沉積在傳熱表面上，操作較麻煩，因而應用不廣泛。

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