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1、第九章第九章蒸发与结晶设备蒸发与结晶设备计计划划授课时间授课时间4 4学时学时单元目的与要求单元目的与要求 熟熟习习常常压压蒸蒸发发的的原原理理与与设设备备构构造造及及根根本本计计算算，掌掌握握结结晶晶原原理理及及方方法法和和设设备备的操作控制过程。的操作控制过程。授课内容授课内容 常压与真空蒸发设备，结晶设备。常压与真空蒸发设备，结晶设备。 重点和难点重点和难点 结结晶晶原原理理及及方方法法和和设设备备计计算算，结结晶晶操作控制过程。操作控制过程。蒸发的定义蒸发的定义 将将溶溶液液加加热热至至沸沸腾腾，使使溶溶剂剂汽汽化化并并不不断断除除去去，溶溶质质浓浓度添加。度添加。结晶的定义结晶的定义
2、 物物质质自自溶溶液液中中构构成成晶晶体体析析出的过程出的过程充足的热源充足的热源溶剂蒸汽能迅速排除溶剂蒸汽能迅速排除一定的换热面积一定的换热面积一、蒸发器的根本条件一、蒸发器的根本条件二、蒸发方式分类二、蒸发方式分类1 1、按运用压力分类、按运用压力分类 加压、常压、真空加压、常压、真空2 2、按蒸汽利用分类、按蒸汽利用分类 单效、多效、热泵单效、多效、热泵3 3、按设备型式分类、按设备型式分类 中中央央循循环环管管式式、夹夹套套式式、盘盘管管式式、刮板式刮板式4 4、按物料启动情况分类、按物料启动情况分类 自然循环、强迫循环、薄膜式自然循环、强迫循环、薄膜式n设备动画设备动画5蒸发器蒸发器
3、5-01中央循环管蒸发器中央循环管蒸发器.swfn设备动画设备动画5蒸发器蒸发器液体蒸发简化流程液体蒸发简化流程.swfn设备动画设备动画5蒸发器蒸发器5-02外加热式蒸发器外加热式蒸发器.swfn设备动画设备动画5蒸发器蒸发器5-03强迫循环蒸发器强迫循环蒸发器.swf 第一节 常压与真空蒸发设备蒸发设备蒸发设备常压蒸发设备常压蒸发设备真空蒸发设备真空蒸发设备 真空蒸发设备真空蒸发设备 真空蒸发定义真空蒸发定义 溶溶液液在在真真空空形形状状，较较低低温温度度下沸腾、溶剂汽化的过程。下沸腾、溶剂汽化的过程。热敏性物料特性及对蒸发的要求 热敏性物料 对热过程敏感，受热后会引起产物发生化学变化或物
4、理变化而影响产质量量的物料。 薄膜式蒸发器 一分类管式薄膜蒸发 器:升膜式、降膜式、升降膜式 刮板式薄膜蒸发器 离心薄膜蒸发1. 升膜式蒸发器构造构造: :加热室由许多垂直加热室由许多垂直长管组成长管组成 加热室由许多垂直长加热室由许多垂直长管组成，管组成， 加热管直径为加热管直径为25-50mm25-50mm， 管长和管径之比约为管长和管径之比约为100-150100-150。 上部有汽液分别室。上部有汽液分别室。n设备动画设备动画55蒸发器蒸发器5-045-04升膜式蒸发器升膜式蒸发器.swf.swf特点特点: :构成的液膜与蒸发的气流的方向构成的液膜与蒸发的气流的方向一样，由下而上的并流
5、上升一样，由下而上的并流上升 升膜式蒸发时膜的构成升膜式蒸发时膜的构成升膜式蒸发时膜的构成C、液相因混有蒸汽气泡，使、液相因混有蒸汽气泡，使液体静压头下降，液体继续受液体静压头下降，液体继续受热，温度不断升。气泡增大，热，温度不断升。气泡增大，气体上升的速度那么加快。气体上升的速度那么加快。A、B溶液沸腾自然对流运动加溶液沸腾自然对流运动加热阶段热阶段:温度升得越高对流越猛温度升得越高对流越猛烈，溶液便开场沸腾时，产生烈，溶液便开场沸腾时，产生蒸汽气泡分散于延续的液相中。蒸汽气泡分散于延续的液相中。由于蒸汽气泡的密度小，故气由于蒸汽气泡的密度小，故气泡经过液体而上升。泡经过液体而上升。E、液体
6、下降较多时，大个柱、液体下降较多时，大个柱状汽泡那么被液层截断。状汽泡那么被液层截断。D、当气泡继续增大构成柱状，、当气泡继续增大构成柱状，占据管子中部的大部分空间时，占据管子中部的大部分空间时，气体以很大的速度上升，而液气体以很大的速度上升，而液体受重力作用沿气泡边缘下滑体受重力作用沿气泡边缘下滑.f.温度继续上升，蒸发速度继续添加，气泡的上升速度激增，蒸汽的密度增大，由于重力作用，滑流下来的液体很快受热蒸发，未蒸发的浓缩液体也被高速气流拖带上升，气泡断层不能构成，蒸气占据了整个管子中部空间，液体只能分布于管壁，开场构成液膜，这时称为“环形流。 g. g.变成成带有液体有液体雾沫的沫的喷雾环
7、形流液体形流液体的上升是靠高速蒸汽气流的上升是靠高速蒸汽气流对液液层的拖的拖带而构成，称之而构成，称之为“爬膜景象。爬膜景象。这时液膜沿管壁上升不断受液膜沿管壁上升不断受热蒸蒸发，浓度度不断增大，最后与蒸汽一不断增大，最后与蒸汽一齐分开，管分开，管子越高那么上升蒸子越高那么上升蒸发时间越越长，溶液，溶液浓缩越大。越大。gA操作控制在和之间操作控制在和之间 g. g.变成成带有液体有液体雾沫的沫的喷雾环形流液形流液体的上升是靠高速蒸汽气流体的上升是靠高速蒸汽气流对液液层的拖的拖带而构成，称之而构成，称之为“爬膜景象。爬膜景象。这时液膜沿管壁上升不断受液膜沿管壁上升不断受热蒸蒸发，浓度不断增大，最
8、后与蒸汽一度不断增大，最后与蒸汽一齐分分开，管子越高那么上升蒸开，管子越高那么上升蒸发时间越越长，溶液，溶液浓缩越大。越大。假设汽速进一步添假设汽速进一步添加，雾沫夹带进一步加，雾沫夹带进一步严重，使液膜上升的严重，使液膜上升的速度赶不上溶液蒸发速度赶不上溶液蒸发速度，那么加热管上速度，那么加热管上的液膜将会出现部分的液膜将会出现部分被枯燥、结疤、结垢、被枯燥、结疤、结垢、结焦等景象。可见管结焦等景象。可见管膜式蒸发的操作情况膜式蒸发的操作情况最好是构成爬膜到出最好是构成爬膜到出现喷雾流之间。现喷雾流之间。 升膜式蒸发器的构造: 这种蒸发器浓缩物料的时间很短，对热敏性物料质量很少影响， 但不适
9、用于粘度较大的和受热后易产生积垢的，或浓缩后有结晶析出的物料。 管径普通在2528毫米之间，管长与管径之比普通为 100150 。(4)升膜式蒸发器的传热系数 升膜式蒸发的传热系数是不稳定的，升膜式蒸发的传热系数是不稳定的，它是随操作情况而变化。一条加热管中它是随操作情况而变化。一条加热管中出现成膜过程有几个阶段，各阶段的传出现成膜过程有几个阶段，各阶段的传热系数各不一样。管子下部浸没溶液的热系数各不一样。管子下部浸没溶液的一段为加热段，内部液体只靠自然对流一段为加热段，内部液体只靠自然对流循环，故它的传热系数很低，加热段的循环，故它的传热系数很低，加热段的长度随进料温度和温度差不同而变化。长
10、度随进料温度和温度差不同而变化。物料受热后，沸腾传热系数也得到很大物料受热后，沸腾传热系数也得到很大的提高，但传热系数是随管子高度而变的提高，但传热系数是随管子高度而变化的。化的。 n优点：浓缩物料时间短，对热敏性物料影响小。n缺陷：不适宜粘度大和受热后易积垢及浓缩后产生结晶的物料。5 5优缺陷优缺陷2、降膜式蒸发器特特点点：构构成成的的液液膜膜与与蒸蒸发发的的汽汽流流方方向向一一样样，物料自上面进下面出。物料自上面进下面出。构造：构造： 与升膜式不同的关键部件是分配器与升膜式不同的关键部件是分配器设备动画设备动画55蒸发器蒸发器5-055-05降膜式蒸发器降膜式蒸发器.swf.swf(3)(
11、3)分配器类型分配器类型 筛板型、锯齿型、导流棒型、旋液导筛板型、锯齿型、导流棒型、旋液导流型流型设备动画设备动画55蒸发器蒸发器5-065-06降膜式液体分布器降膜式液体分布器.swf.swf齿形溢流口齿形溢流口 在加热管的上方管口在加热管的上方管口周边切成锯齿形，以添加液周边切成锯齿形，以添加液体的溢流周边。当液面稍高体的溢流周边。当液面稍高于管口时，那么可以沿周边于管口时，那么可以沿周边均匀地溢流而下，由于加热均匀地溢流而下，由于加热管管口高度一致，溢流周边管管口高度一致，溢流周边比较大，致使各管子间或管比较大，致使各管子间或管子的各向溢流量比较均匀。子的各向溢流量比较均匀。当液位稍有差
12、别时，不致引当液位稍有差别时，不致引起很大的溢流差别，但当液起很大的溢流差别，但当液位差别比较大，液位高度有位差别比较大，液位高度有变化时，深液分布还是不够变化时，深液分布还是不够均匀均匀 导流棒导流棒 在每根加热管的上端管管口插在每根加热管的上端管管口插入一根呈八字形的导流棒。棒底的入一根呈八字形的导流棒。棒底的宽边与管壁成一定的均匀间距，液宽边与管壁成一定的均匀间距，液体在均匀环形间距中流入加热管内体在均匀环形间距中流入加热管内周边，构成薄膜。这样液体流过的周边，构成薄膜。这样液体流过的通道不变，液体的流量只受管板上通道不变，液体的流量只受管板上液面高度变化所影响，这样分布比液面高度变化所
13、影响，这样分布比较均匀，但遇有物料带颗粒时，那较均匀，但遇有物料带颗粒时，那么会呵斥堵塞的影响。么会呵斥堵塞的影响。 3、旋液导流器、旋液导流器液体沿管壁周液体沿管壁周边旋转向下，边旋转向下，这样可以减这样可以减少管内各向少管内各向物料的不均物料的不均匀性，同时匀性，同时又可以添加又可以添加液体流动速液体流动速度，减速薄度，减速薄加热外表的加热外表的边境层，降边境层，降低热阻，提低热阻，提高传热系数。高传热系数。使液体旋转使液体旋转进入加热管进入加热管的方法如下：的方法如下：1螺纹导流螺纹导流管管在加热管在加热管口插入刻有口插入刻有螺旋形沟槽螺旋形沟槽的导流管，的导流管，当液体沿着当液体沿着沟
14、槽下流时，沟槽下流时，那么使液体那么使液体构成一个旋构成一个旋转的运动方转的运动方向。向。2切线进料旋流器切线进料旋流器旋流器插放在加热旋流器插放在加热管口上方，液体以管口上方，液体以切线方向进入而构切线方向进入而构成旋流，但是设计成旋流，但是设计时要留意各切线进时要留意各切线进口的均匀分布，否口的均匀分布，否那么会相互影响而那么会相互影响而呵斥进料不均匀呵斥进料不均匀 它它是是利利用用液液体体的的自自流流作作用用进进展展分分配配的的。在在管管板板上上方方一一定定间间隔隔程程度度安安装装一一块块筛筛孔孔板板，筛筛孔孔对对准准加加热热管管之之间间的的管管板板，当当筛筛板板上上面面坚坚持持一一定定
15、液液层层时时，液液体体从从筛筛孔孔淋淋洒洒到到管管板板上上，液液体体离离各各加加热热管管口口间间隔隔相相等等，就就沿沿管管板板均均匀匀流流散散到到各各管管子子的的边边沿沿，成成薄薄膜膜状状沿沿管管壁壁下下流流。为为了了保保证证液液流流的的分分布布均均匀匀，可可采采用用二二层层或或三三层层筛筛板板，多多次次分分配配，这这种种分分配配设设备备虽虽然然很很简简单单，但但只只是是作作稀稀薄液体的分配，对粘稠物料难以分配均匀。薄液体的分配，对粘稠物料难以分配均匀。分配筛板分配筛板 3.升膜、降膜式蒸发器的比较升膜式蒸发器：成膜方便，不存在液体升膜式蒸发器：成膜方便，不存在液体分配不匀的问题，但是不适宜粘
16、度大的分配不匀的问题，但是不适宜粘度大的液体浓缩液体浓缩降膜式蒸发器：成膜均匀度不如升膜式，降膜式蒸发器：成膜均匀度不如升膜式，适宜粘度较高的物料浓缩。适宜粘度较高的物料浓缩。 4.升降膜蒸发器易到达升膜。易到达升膜。有利于液膜体有利于液膜体均匀分布。均匀分布。有利于操作。有利于操作。两个浓缩过程串联，可两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，减提高产品的浓缩比，减低设备高度。低设备高度。5、刮板式蒸发器、刮板式蒸发器n定义定义n是经过旋转的刮板使液料构成是经过旋转的刮板使液料构成液膜的蒸发设备。液膜的蒸发设备。构构造造：刮刮板板、蒸蒸发发室室、转转动动轴轴、轴轴承承、轴轴封封、夹夹套套加加热热
17、室、物料分配盘室、物料分配盘关键部件：刮板和内圆筒关键部件：刮板和内圆筒操操作作液液料料从从进进料料管管以以稳稳定定的的流流量量进进入入随随轴轴旋旋转转的的分分配配盘盘中中，在在离离心心力力的的作作用用下下，经经过过盘盘壁壁小小孔孔被被抛抛向向器器壁壁，受受重重力力作作用用沿沿器器壁壁下下流流，同同时时被被旋旋转转的的刮刮板板刮刮成成薄薄膜膜，薄薄膜膜溶溶液液在在加加热热区区受受热热，蒸蒸发发浓缩，同时受重力作用下流。浓缩，同时受重力作用下流。操作过程操作过程n物物料料进进入入蒸蒸发发器器经经过过分分配配盘盘在在离离心心力力的的作作用用下下，被被甩甩向向器器壁壁，沿沿壁壁下下降降，同同时时被被
18、旋旋转转的的刮刮板板刮刮成成薄薄膜膜，边边浓浓缩缩边边下下流流，在在此此过过程程中中被被不不同同的的刮刮板板翻翻动动下下推推，并并不不断断地地构构成成新新薄薄膜膜，直直到到料料液液分分开开蒸蒸发发器。二次蒸汽由蒸发器上面排出。器。二次蒸汽由蒸发器上面排出。刮板式蒸刮板式蒸发器特点器特点 这种蒸种蒸发器器传热系数系数较高。高。构造构造简单。设备加工精度高。加工精度高。圆筒的直径普通不大。普通筒的直径普通不大。普通选择在在300300500500毫米毫米为宜。宜。蒸蒸发器加器加热室的室的圆筒内外表必筒内外表必需需经过精加工。精加工。轴要有足要有足够的机械的机械强度。度。蒸蒸发器在离心力器在离心力场
19、的作用下具的作用下具有很高有很高传热系数。系数。优优点点利利用用旋旋转转的的离离心心盘盘所所产产生生的的离离心心力力对对溶溶液液的的周周边边分分布布作作用用而而构构成成薄薄膜膜。传传热热效效率率很很高高，蒸蒸发发强强度度很很大大，由由于于离离心心力力的的作作用用，雾雾沫沫夹夹带带景景象象很很少少，物物料料加加热热时时间很短，特别适宜热敏性物料的蒸发。间很短，特别适宜热敏性物料的蒸发。主要部件主要部件离心盘离心盘:为梯形碟片，上、下为梯形碟片，上、下片之间构成夹套构造。夹套间片之间构成夹套构造。夹套间有一定间隙，构成加热蒸发室有一定间隙，构成加热蒸发室6.离心式薄膜蒸发器操作操作物料从进料管物料
20、从进料管2进入，由各个喷嘴进入，由各个喷嘴5分分别向各碟片组下外表即碟片别向各碟片组下外表即碟片7的外外表的外外表喷出，均匀分布于碟片锥顶的外表液喷出，均匀分布于碟片锥顶的外表液体受离心力作用向周边运动分散成液体受离心力作用向周边运动分散成液膜，受热蒸发浓缩，浓缩液到碟片周膜，受热蒸发浓缩，浓缩液到碟片周边就沿套环的垂直通道边就沿套环的垂直通道15升到环形液升到环形液槽槽4，由吸料管，由吸料管17抽出到浓缩液贮罐。抽出到浓缩液贮罐。从碟片外表蒸发出的二次蒸汽经过碟从碟片外表蒸发出的二次蒸汽经过碟片中部大孔上升聚集进入冷凝器。加片中部大孔上升聚集进入冷凝器。加热蒸汽由旋转的轴热蒸汽由旋转的轴14
21、通入，并由小通通入，并由小通道进入碟片组间隙加热室，冷凝水受道进入碟片组间隙加热室，冷凝水受离心作用迅速分开冷凝外表，从小通离心作用迅速分开冷凝外表，从小通道道出落到转鼓的取低位置，从固定的出落到转鼓的取低位置，从固定的中心管中心管13排出。排出。原原理理: :利利用用旋旋转转的的离离心心盘盘所所产产生生的的离离心心力对溶液的周边分布作用而构成薄膜。力对溶液的周边分布作用而构成薄膜。特特点点: :传传热热效效率率很很高高，蒸蒸发发强强度度很很大大，由由于于离离心心力力的的作作用用，雾雾沫沫夹夹带带景景象象很很少少，物物料料加加热热时时间间很很短短，特特别别适适宜宜热热敏性物料的蒸发。敏性物料的
22、蒸发。 四蒸发器的附属设备四蒸发器的附属设备1、汽液分别器捕沫器使蒸汽的流动方向突、汽液分别器捕沫器使蒸汽的流动方向突变，从而分别了雾沫变，从而分别了雾沫1装于蒸发器顶盖下面的分别器装于蒸发器顶盖下面的分别器c是用细金丝，塑料丝等编成网带，分别效果好，压强降较小，可以分别直径小于10m的液滴。d是蒸汽在分别器中作圆周运动，因离心作用将气流中液滴分别2 2装于蒸发器外面的分别器装于蒸发器外面的分别器 a是隔板式，bcd是旋风分别器，其分别效果较好。二冷凝与不凝气体的排除安装二冷凝与不凝气体的排除安装n在蒸发操作过程中，二次蒸汽假设是有用物料，应采用间接式冷凝器回收；二次蒸汽不被利用时，必需冷凝成
23、水方可排除，同时排除不凝性气体。对于水蒸气的冷凝，可采用汽、水直接接触的混合式冷凝器。四、蒸发器的选型选型时应考滤以下要素。选型时应考滤以下要素。1溶液的粘度溶液的粘度蒸发过程中溶液粘度变化的范围，是选型首要思索的要素蒸发过程中溶液粘度变化的范围，是选型首要思索的要素2溶液的热稳定性溶液的热稳定性长时间受热易分解、易聚合以及易结垢的溶液蒸发时，应采长时间受热易分解、易聚合以及易结垢的溶液蒸发时，应采用滞料量少、停留时间短的蒸发器。用滞料量少、停留时间短的蒸发器。3有晶体析出的溶液有晶体析出的溶液对蒸发时有晶体析出的溶液应采用外加热式蒸发器或强迫循对蒸发时有晶体析出的溶液应采用外加热式蒸发器或强
24、迫循环蒸发器。环蒸发器。4易发泡的溶液易发泡的溶液易发泡的溶液在蒸发时会生成大量层层重叠不易破碎的泡沫，易发泡的溶液在蒸发时会生成大量层层重叠不易破碎的泡沫，充溢了整个分别室后即随二次蒸汽排出，不但损失物料，而充溢了整个分别室后即随二次蒸汽排出，不但损失物料，而且污染冷凝器。蒸发这种溶液宜采用外加热式蒸发器、强迫且污染冷凝器。蒸发这种溶液宜采用外加热式蒸发器、强迫循环蒸发器或升膜式蒸发器。假设将中央循环管蒸发器和悬循环蒸发器或升膜式蒸发器。假设将中央循环管蒸发器和悬筐蒸发器设计大一些，也可用于这种溶液的蒸发。筐蒸发器设计大一些，也可用于这种溶液的蒸发。5有腐蚀性的溶液有腐蚀性的溶液蒸发腐蚀性溶
25、液时，加热管应采用特殊材质制成，或内壁蒸发腐蚀性溶液时，加热管应采用特殊材质制成，或内壁衬以耐腐蚀资料。假设溶液不怕污染，也可采用直接接触衬以耐腐蚀资料。假设溶液不怕污染，也可采用直接接触式蒸发器。式蒸发器。6易结垢的溶液易结垢的溶液无论蒸发何种溶液，蒸发器长久运用后，传热面上总会有无论蒸发何种溶液，蒸发器长久运用后，传热面上总会有污垢生成。垢层的导热系数小，因此对易结垢的溶液，应污垢生成。垢层的导热系数小，因此对易结垢的溶液，应思索选择便于清洗和溶液循环速度大的蒸发器。思索选择便于清洗和溶液循环速度大的蒸发器。7溶液的处置量溶液的处置量溶液的处置量也是选型应思索的要素。要求传热面积大于溶液的
26、处置量也是选型应思索的要素。要求传热面积大于10m2时，不宜选用刮板搅拌薄膜蒸发器，要求传热面在时，不宜选用刮板搅拌薄膜蒸发器，要求传热面在20m2以上时，宜采用多效蒸发操作。以上时，宜采用多效蒸发操作。 1 1、蒸、蒸发系系统的的节能技能技术1 1多效蒸多效蒸发2 2二次蒸汽再二次蒸汽再紧缩热泵蒸蒸发热泵的方式：的方式：机机械械式式热泵：耗耗费电能能将将低低压蒸蒸汽汽紧缩为较高高压力力蒸蒸汽。汽。蒸蒸汽汽放放射射泵：利利用用高高压蒸蒸汽汽紧缩低低压蒸蒸汽汽，得得到到较高高压力的混合蒸汽力的混合蒸汽3 3额外蒸汽外蒸汽4 4冷凝水冷凝水显热的利用的利用 2 2、蒸、蒸发技技术的运用的运用五、蒸
27、发的运用与节能第二第二节结晶晶设备一、结晶实际结晶的根本概念结晶的根本概念结晶原理结晶原理利利用用溶溶质质之之间间溶溶解解度度的的差差别来进展分别纯化别来进展分别纯化过饱和溶液的临界晶体半径过饱和溶液的临界晶体半径过饱和溶液呈相平衡时的微小晶体半径过饱和溶液呈相平衡时的微小晶体半径RnRRn的晶体的晶体CCn，自动溶解，自动溶解RRn的晶体的晶体CCn，自动生长，自动生长结晶曲线饱和曲线饱和曲线溶溶质质在在特特定定溶溶剂剂中中溶溶解解度度与与温温度的关系曲线度的关系曲线过饱和曲线过饱和曲线溶液过饱度与结晶的关系曲线溶液过饱度与结晶的关系曲线 饱和曲线与过饱和曲线图饱和曲线与过饱和曲线图 浓度浓
28、度蒸发蒸发过饱和曲线过饱和曲线不稳区不稳区饱和曲线饱和曲线冷却冷却介稳区介稳区E稳定区稳定区温度温度在稳定区：溶解速度在稳定区：溶解速度结晶速度。不会发生结结晶速度。不会发生结晶；晶；在介稳区：溶解速度在介稳区：溶解速度=结晶速度。结晶不能自结晶速度。结晶不能自动进展，但假设在介稳动进展，但假设在介稳溶液中参与晶种，能诱溶液中参与晶种，能诱导结晶产生，晶体能生导结晶产生，晶体能生长。长。在不稳区：溶解速度在不稳区：溶解速度结晶速度。结晶能自动结晶速度。结晶能自动进展，是自发构成晶核进展，是自发构成晶核区域。区域。晶核构成与长大晶核构成与长大晶核构成晶核构成溶液中各溶液中各质点点间的吸引力的吸引
29、力溶溶质与溶与溶质溶溶质与溶与溶剂溶溶剂与溶与溶剂晶晶线晶面晶面晶核晶核晶核长大速度晶核长大速度分分散散传传质质过过程程：待待结结晶晶的的溶溶质质只只能能借借分分散散穿过境界膜，才干到达晶核外表。穿过境界膜，才干到达晶核外表。晶核晶核境界膜境界膜 质点境界膜境界膜处处于于晶晶核核附附近近的的不不稳稳定定高高能能质质点点，遭遭到到晶晶体体质质点点的的引引力力，放放出出能能量量，陈陈列列到到晶晶核核上上以以后后，晶晶体体周周围围的的溶溶液液就就是是一一些些溶溶质质质质点点比比较较稳稳定定的的溶溶液液，这这些些溶溶液液好象一层膜一样包围着晶核，通常称这层膜为境界膜。好象一层膜一样包围着晶核，通常称这
30、层膜为境界膜。晶核晶核境界膜境界膜溶质质点溶质质点外表反响外表反响过程程到到达达晶晶核核外外表表的的溶溶质在在适适当当的的晶晶格格位位置置长入入晶晶面面，使使晶晶核核增增大大，同同时放出放出结晶晶热。晶核晶核长大速度大速度d/dtTr过饱和溶液的和溶液的浓度差度差T结晶晶时的温度的温度溶液粘度溶液粘度r境界膜厚度有关境界膜厚度有关生长速度关系式d/dt Trd/dt Tr 添加，添加，d/dtd/dt添加添加 r r添加，添加，d/dtd/dt添加添加 T T升高，升高，下降，下降，d/dtd/dt添加添加 过饱和溶液的浓度差、结晶时的温度T、溶液粘度、境界膜厚度有关r 二、起晶方法二、起晶方
31、法自然起晶自然起晶把溶液蒸把溶液蒸发浓缩至发浓缩至过饱和区过饱和区不稳定不稳定区，那区，那么有大量么有大量晶核自然晶核自然构成。构成。但晶核数但晶核数量难以控量难以控制，晶粒制，晶粒小。小。刺激起晶刺激起晶把溶液蒸发至接近把溶液蒸发至接近过饱和线后把溶液过饱和线后把溶液放出，使溶液忽然放出，使溶液忽然冷却，进入过饱和冷却，进入过饱和区构成大量晶核。区构成大量晶核。当晶核到达一定数当晶核到达一定数量后，上升温度，量后，上升温度，使溶液进入介稳区，使溶液进入介稳区，停顿晶核产生，然停顿晶核产生，然后再渐渐冷却，同后再渐渐冷却，同时搅拌，使晶核长时搅拌，使晶核长大。大。 晶种起晶晶种起晶将溶液浓缩到
32、将溶液浓缩到介稳定区的饱介稳定区的饱和浓度后，参和浓度后，参与一定大小和与一定大小和数量的晶种，数量的晶种，同时均匀搅拌，同时均匀搅拌，使晶体长大。使晶体长大。优点：控制方优点：控制方便，产品晶体便，产品晶体大小均匀。大小均匀。 结晶设备类型蒸发浓缩结晶设备蒸发浓缩结晶设备冷却结晶设备冷却结晶设备等电点结晶设备等电点结晶设备设备条件搅搅拌拌速速度度：根根据据不不同同产产品品结结晶晶性状而定性状而定 防堵塞：用流线型直通阀门防堵塞：用流线型直通阀门防断轴：安装保险防断轴：安装保险保温层：保温保温层：保温n设备动画结晶外循环式冷却结晶器.swf在结晶罐中冷却速度可以控制的比较缓慢。由于是间歇操作，
33、结晶时间可以恣意调理，因此可得到较大的结晶颗粒，特别适宜于有结晶水的物料的晶析过程。但是消费才干较低，过饱和度不能准确控制。 结晶箱立式立式结晶箱晶箱构造构造圆筒筒、锥底底、内内设蛇管冷却安装、蛇管冷却安装、框式框式搅拌器拌器操作操作柠檬檬酸酸溶溶液液结晶晶箱箱冷冷却却结晶晶放放料料n设备动画库2外循环式冷却结晶器.swf卧式结晶箱构造：半圆底的卧式长槽或敞口的卧式圆筒构造：半圆底的卧式长槽或敞口的卧式圆筒长槽，槽身高的长槽，槽身高的3/4部分用夹套冷却，螺条部分用夹套冷却，螺条形搅拌桨叶二组。形搅拌桨叶二组。用不锈钢板制造，外部有夹套通冷却水以对溶液进展冷却降温；延续操作的槽式结晶器，往往采
34、用长槽并设有长螺距的螺旋搅拌器，以坚持物料在结晶槽的停留时间。槽的上部要有活动的顶盖，以坚持槽内物料的干净。槽式结晶器的传热面积有限，且劳动强度大，对溶液的过饱和度难以控制；但小批量、间歇操作时还比较适宜。 真空煮晶锅加加热热蒸蒸发发室室：一一圆圆筒筒壳壳体体，封封底底有半球形，碟形或锥形。有半球形，碟形或锥形。视视镜镜、人人孔孔、吸吸液液管管、晶晶种种吸吸入入管管、取取样样安安装装、温温度度计计插插管管、排排气气管管，真真空空压压力力表表接接纳纳、卸卸料料管管、流线形卸料阀流线形卸料阀加热夹套加热夹套顶盖：多采用锥形顶盖：多采用锥形气液分别器：锅内上部气液分别器：锅内上部搅搅拌拌安安装装：多
35、多用用锚锚式式搅搅拌拌器器。6 61515转转/ /分。分。几种结晶设备的比较立立式式与与卧卧式式结结晶晶设设备备构构造造简简单单适适用用范范围围不不宽，产品结晶颗粒较小。宽，产品结晶颗粒较小。延延续续真真空空煮煮晶晶锅锅的的适适用用范范围围宽宽，结结晶晶晶晶粒粒大，规格一致。大，规格一致。思思考考题题1 1、蒸发的定义？结晶的定义？、蒸发的定义？结晶的定义？2 2、薄膜蒸发器成膜原理？升膜式蒸发时膜的构成、薄膜蒸发器成膜原理？升膜式蒸发时膜的构成过程？降膜、刮板蒸发器构造、用途。过程？降膜、刮板蒸发器构造、用途。3 3、结晶原理与起晶方法及真空煮晶锅构造和操作、结晶原理与起晶方法及真空煮晶锅构造和操作4 4、谷氨酸结晶时的、谷氨酸结晶时的PH3.22PH3.22，为何操作时调在，为何操作时调在PH3.22PH3.22左边？左边？5 5、蒸发器上面为什么要留有一定的空间？、蒸发器上面为什么要留有一定的空间？6 6、为何溶液浓度必需到达一定的过饱和度时才干、为何溶液浓度必需到达一定的过饱和度时才干析出结晶？析出结晶？7 7、解释育晶过程中细小晶粒逐渐溶解而较大晶粒、解释育晶过程中细小晶粒逐渐溶解而较大晶粒继续长大的景象？继续长大的景象？
