第八章 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備

1、第八章第八章 蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備蒸發(fā)與結(jié)晶設(shè)備了解蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備的類型了解蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備的類型 掌握蒸發(fā)設(shè)備的選型原則、掌握蒸發(fā)設(shè)備的選型原則、 蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備的結(jié)構(gòu)及計算蒸發(fā)和結(jié)晶設(shè)備的結(jié)構(gòu)及計算第一節(jié)第一節(jié) 蒸發(fā)設(shè)備蒸發(fā)設(shè)備一、概述一、概述1.1.蒸發(fā)：蒸發(fā)：將溶液加熱后，使其中部分溶劑汽化并將溶液加熱后，使其中部分溶劑汽化并被移除，從而提高溶液濃度即溶液被濃縮的過程被移除，從而提高溶液濃度即溶液被濃縮的過程2.2.目的：目的：利用蒸發(fā)操作取得利用蒸發(fā)操作取得濃溶液濃溶液通過蒸發(fā)制取通過蒸發(fā)制取過飽和溶液過飽和溶液，進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)晶，進(jìn)而產(chǎn)生結(jié)晶將溶液蒸發(fā)、蒸汽冷凝、冷卻，得到將溶液蒸發(fā)、蒸汽冷凝

2、、冷卻，得到純化溶劑純化溶劑3.方式：方式：自然蒸發(fā)自然蒸發(fā)：溶液中的溶劑在低于其沸點(diǎn)下汽化，溶液中的溶劑在低于其沸點(diǎn)下汽化，蒸發(fā)僅在溶液表面進(jìn)行，蒸發(fā)速率低蒸發(fā)僅在溶液表面進(jìn)行，蒸發(fā)速率低沸騰蒸發(fā)沸騰蒸發(fā)：溶液在沸點(diǎn)下蒸發(fā)，溶液任何部分溶液在沸點(diǎn)下蒸發(fā)，溶液任何部分都發(fā)生汽化，蒸發(fā)速率高都發(fā)生汽化，蒸發(fā)速率高v工業(yè)生產(chǎn)上的蒸發(fā)設(shè)備都是在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)上的蒸發(fā)設(shè)備都是在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行4.要求：要求：5.組成：組成：加熱蒸發(fā)室、分離器、冷凝器、抽氣泵加熱蒸發(fā)室、分離器、冷凝器、抽氣泵充分的充分的熱源熱源，維持溶液的沸騰和補(bǔ)充溶劑汽化所，維持溶液的沸騰和補(bǔ)充溶劑汽化所需要的熱量需要的熱量迅

3、速排除迅速排除二次蒸汽二次蒸汽一定的傳熱面積，保證足夠的一定的傳熱面積，保證足夠的傳熱量傳熱量6.6.類型：類型：按按蒸汽利用次數(shù)蒸汽利用次數(shù)可分為：可分為：單效蒸發(fā)、雙效蒸發(fā)、單效蒸發(fā)、雙效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)多效蒸發(fā)按操作方式按操作方式可分為：可分為：分批式、連續(xù)式、循環(huán)式分批式、連續(xù)式、循環(huán)式（部分、全部、自然、強(qiáng)制）（部分、全部、自然、強(qiáng)制）按按溶液在加熱面上狀態(tài)溶液在加熱面上狀態(tài)可分為：可分為：膜式、非膜式膜式、非膜式v膜式蒸發(fā)特點(diǎn)：膜式蒸發(fā)特點(diǎn)：蒸發(fā)速度快，時間短蒸發(fā)速度快，時間短按操作空間的壓力可分為：按操作空間的壓力可分為：常壓常壓蒸發(fā)蒸發(fā)、加壓、加壓蒸發(fā)蒸發(fā)、減壓減壓蒸發(fā)蒸發(fā)v真空

4、蒸發(fā)特點(diǎn)：真空蒸發(fā)特點(diǎn)：u蒸發(fā)溫度低，適用于蒸發(fā)溫度低，適用于熱敏性熱敏性溶液，減少或防止熱溶液，減少或防止熱敏性物質(zhì)的分解、變色、變性失活敏性物質(zhì)的分解、變色、變性失活u蒸發(fā)溫度低，加大了傳熱蒸發(fā)溫度低，加大了傳熱溫度差溫度差，使蒸發(fā)器的傳，使蒸發(fā)器的傳熱推動力增加，傳熱速率大熱推動力增加，傳熱速率大u蒸發(fā)溫度低，可利用蒸發(fā)溫度低，可利用二次蒸汽二次蒸汽作為加熱熱源作為加熱熱源u蒸發(fā)溫度低，與環(huán)境溫差小，蒸發(fā)溫度低，與環(huán)境溫差小，熱損失熱損失減少減少u真空蒸發(fā)需要增設(shè)抽真空裝置，消耗額外的能量真空蒸發(fā)需要增設(shè)抽真空裝置，消耗額外的能量u壓力減小，溶液沸點(diǎn)降低，其粘度隨之增大，使壓力減小，溶液

5、沸點(diǎn)降低，其粘度隨之增大，使對流傳熱系數(shù)減小，影響傳熱速率對流傳熱系數(shù)減小，影響傳熱速率7.選型選型溶液的性質(zhì)：溶液的性質(zhì)： 耐熱性、粘滯性、結(jié)垢性、結(jié)晶性、耐熱性、粘滯性、結(jié)垢性、結(jié)晶性、 發(fā)泡性、腐蝕性發(fā)泡性、腐蝕性工藝要求：工藝要求： 保持溶液特性、收得率高保持溶液特性、收得率高 溶液的處理量、濃縮比（蒸發(fā)量）溶液的處理量、濃縮比（蒸發(fā)量）經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、造價低結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、造價低 熱效率高，動力消耗少熱效率高，動力消耗少使用方面：使用方面：容易操作，清洗、維修方便容易操作，清洗、維修方便 水平管型 標(biāo)準(zhǔn)型外熱式(自然循環(huán)) 列文管 強(qiáng)制循環(huán) 升膜式 降膜式 刮板式 甩

6、盤式 旋風(fēng)式 板式最廉最廉 廉 高 高 廉 廉最高較高最廉 高良好良好 高 高 高 高良好 高 高 高 高 低 - 低 0.10.5 低 0.41.5良好 1.52.5良好 2.03.5 高 0.41.0良好 0.41.0 高 - 低 -良好 1.52.0良好 - 長能 長能較長 能較長 能 -較難 短 尚能 短 尚能 短 尚能較短尚能 短 較難較短尚能一般適一般適較大適較大適 大 適 大 適 大 較適較小 較適較小適較小適較小適 適 不適不適不適 適尚適尚適稍適較好 尚適尚適稍適較好 尚適尚適稍適 好 適 尚適 適 好尚適良好不適 適不適良好不適較好 不適良好不適 適不適較好不適 適尚適尚適

7、 適 適不適尚適不適蒸 發(fā) 器 形 式造價總傳熱系數(shù)稀溶液高粘度溶液在 管內(nèi) 流速 m/s停留時間完成液濃度能否恒定濃縮比處理量稀溶液高粘度良好良好良好良好較高 高 高 高較高較高良好 適 適尚適尚適 好尚適 好 好尚適 適尚適易生泡沫易結(jié)垢熱敏性 有結(jié)晶析出對溶液性質(zhì)的適應(yīng)性表11-1蒸發(fā)器的主要性能二、常用蒸發(fā)設(shè)備二、常用蒸發(fā)設(shè)備1 1、常壓蒸發(fā)設(shè)備、常壓蒸發(fā)設(shè)備 夾套加熱式麥芽汁煮沸鍋夾套加熱式麥芽汁煮沸鍋內(nèi)加熱式麥芽汁煮沸鍋內(nèi)加熱式麥芽汁煮沸鍋列管式內(nèi)加熱器的煮沸列管式內(nèi)加熱器的煮沸鍋鍋具兩段內(nèi)加熱器的煮沸鍋具兩段內(nèi)加熱器的煮沸鍋煮沸鍋與外加熱煮沸鍋與外加熱器的組合方式器的組合方式1

8、1煮沸鍋與外加熱煮沸鍋與外加熱器的組合方式器的組合方式2 2外加熱式麥芽汁煮沸鍋外加熱式麥芽汁煮沸鍋2 2、真空蒸發(fā)設(shè)備、真空蒸發(fā)設(shè)備v真空蒸發(fā)：真空蒸發(fā)：溶液在真空狀態(tài)下蒸發(fā)（溶液在真空狀態(tài)下蒸發(fā)（降低蒸發(fā)溫度降低蒸發(fā)溫度） v膜式蒸發(fā)：膜式蒸發(fā)：溶液在加熱面上呈膜狀（溶液在加熱面上呈膜狀（縮短蒸發(fā)時間縮短蒸發(fā)時間）v類型：類型：u管式薄膜蒸發(fā)器管式薄膜蒸發(fā)器u刮板式薄膜蒸發(fā)器刮板式薄膜蒸發(fā)器u離心式薄膜蒸發(fā)器離心式薄膜蒸發(fā)器（1 1）管式薄膜蒸發(fā)器）管式薄膜蒸發(fā)器 特點(diǎn)：特點(diǎn)：v溶液沿加熱管壁呈溶液沿加熱管壁呈膜狀流動膜狀流動進(jìn)行蒸發(fā)，傳熱系數(shù)高進(jìn)行蒸發(fā)，傳熱系數(shù)高v溶液蒸發(fā)溶液蒸發(fā)時間短

9、時間短，適用于熱敏性物料的蒸發(fā)，適用于熱敏性物料的蒸發(fā)v對進(jìn)料負(fù)荷的波動相當(dāng)敏感，設(shè)計或操作不當(dāng)不易對進(jìn)料負(fù)荷的波動相當(dāng)敏感，設(shè)計或操作不當(dāng)不易成膜成膜v不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)類型：類型：升膜式、降膜式、升降膜式升膜式、降膜式、升降膜式構(gòu)造：構(gòu)造：u由加熱室和分離室組成由加熱室和分離室組成u加熱室加熱室有許多垂直長管，有許多垂直長管，常用的加熱管直徑為常用的加熱管直徑為252550mm50mm，管長和管徑之比約，管長和管徑之比約為為100100150150u分離室分離室在加熱室的頂部側(cè)在加熱室的頂部側(cè)面，與抽真空設(shè)備相連面，與抽真空設(shè)備相連A、升膜式蒸發(fā)器

10、、升膜式蒸發(fā)器工作原理：工作原理：升膜式升膜式蒸發(fā)器蒸發(fā)器u原料液原料液預(yù)熱預(yù)熱至沸點(diǎn)或接近至沸點(diǎn)或接近沸點(diǎn)，由加熱室底部引入沸點(diǎn)，由加熱室底部引入管內(nèi)，被進(jìn)入管間的加熱管內(nèi)，被進(jìn)入管間的加熱蒸汽加熱蒸發(fā)蒸汽加熱蒸發(fā)u料液被高速上升的二次蒸料液被高速上升的二次蒸汽所帶動，沿加熱管壁面汽所帶動，沿加熱管壁面呈呈膜狀流動膜狀流動上升上升u邊上升邊蒸發(fā)、邊上升邊蒸發(fā)、濃縮濃縮u進(jìn)入分離室進(jìn)行汽液進(jìn)入分離室進(jìn)行汽液分離分離液膜形成過程液膜形成過程用途：用途：u用于處理需要較大蒸發(fā)量用于處理需要較大蒸發(fā)量的稀溶液的稀溶液u熱敏性或易生泡的溶液熱敏性或易生泡的溶液u不適于處理高粘度、有結(jié)不適于處理高粘度、

11、有結(jié)晶析出或易結(jié)垢的溶液晶析出或易結(jié)垢的溶液B、 降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器構(gòu)造：構(gòu)造：u由加熱室和分離室組成由加熱室和分離室組成u加熱室不但有許多垂直長加熱室不但有許多垂直長管，還在管頂部設(shè)置液體管，還在管頂部設(shè)置液體分布器分布器u分離室在加熱室的分離室在加熱室的底部底部側(cè)側(cè)面，與抽真空設(shè)備相連面，與抽真空設(shè)備相連齒形溢流口齒形溢流口導(dǎo)流棒導(dǎo)流棒螺紋導(dǎo)流管螺紋導(dǎo)流管切線進(jìn)料旋流器切線進(jìn)料旋流器分布器：分布器：為了使液體在進(jìn)入加熱為了使液體在進(jìn)入加熱管后能有效地成膜，每根管的頂管后能有效地成膜，每根管的頂部裝有液體分布器部裝有液體分布器工作原理工作原理：u原料液從原料液從頂部進(jìn)入頂部進(jìn)入加熱室加

12、熱室u經(jīng)管端的液體經(jīng)管端的液體分布器分布器均勻地均勻地流入加熱管內(nèi)流入加熱管內(nèi)u在溶液自身在溶液自身重力重力作用下，溶作用下，溶液沿管內(nèi)壁呈膜狀向下流動液沿管內(nèi)壁呈膜狀向下流動u被進(jìn)入管間的加熱蒸汽加熱被進(jìn)入管間的加熱蒸汽加熱蒸發(fā)、蒸發(fā)、濃縮濃縮用途：用途：u用于處理粘度較大、不能形用于處理粘度較大、不能形成升膜的濃溶液成升膜的濃溶液u熱敏性溶液熱敏性溶液u不適于處理易結(jié)晶、結(jié)垢或不適于處理易結(jié)晶、結(jié)垢或粘度太大的溶液粘度太大的溶液C、升、升降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器構(gòu)造：構(gòu)造：u由加熱室和分離室組成由加熱室和分離室組成u加熱室由加熱室由升膜管升膜管束和束和降膜管降膜管束組合而成，蒸發(fā)器底部封束

13、組合而成，蒸發(fā)器底部封頭內(nèi)有一隔板，將加熱管束頭內(nèi)有一隔板，將加熱管束均分為二均分為二u分離室在加熱室的底部側(cè)面，分離室在加熱室的底部側(cè)面，與抽真空設(shè)備相連與抽真空設(shè)備相連工作原理：工作原理：u物料先進(jìn)入升膜加熱管進(jìn)物料先進(jìn)入升膜加熱管進(jìn)行行升膜升膜蒸發(fā)，料液從底部蒸發(fā)，料液從底部上升至頂部上升至頂部u料液轉(zhuǎn)入另一半加熱管，料液轉(zhuǎn)入另一半加熱管，再進(jìn)行降膜蒸發(fā)再進(jìn)行降膜蒸發(fā)u濃縮液從下部進(jìn)入汽液分濃縮液從下部進(jìn)入汽液分離器離器特點(diǎn)：特點(diǎn)：u兩個濃縮過程串聯(lián)，可兩個濃縮過程串聯(lián)，可提高產(chǎn)品的濃縮比提高產(chǎn)品的濃縮比u降低設(shè)備高度降低設(shè)備高度用途：用途：u適于處理粘度變化大的適于處理粘度變化大的溶液

14、溶液u廠房高度有一定限制的廠房高度有一定限制的場合場合結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：u加熱管加熱管是一根垂直的空心圓管是一根垂直的空心圓管u圓管外有圓管外有夾套夾套，內(nèi)通加熱蒸汽，內(nèi)通加熱蒸汽u圓管內(nèi)裝可以旋轉(zhuǎn)的攪拌圓管內(nèi)裝可以旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片葉片（2 2）刮板式薄膜蒸發(fā)器）刮板式薄膜蒸發(fā)器工作原理：工作原理：u原料液沿切線方向進(jìn)入管內(nèi)原料液沿切線方向進(jìn)入管內(nèi)u受到離心力、重力及葉片的受到離心力、重力及葉片的刮帶作用刮帶作用u在管內(nèi)壁上形成旋轉(zhuǎn)下降的在管內(nèi)壁上形成旋轉(zhuǎn)下降的薄膜薄膜u被加熱蒸發(fā)、濃縮，從底部被加熱蒸發(fā)、濃縮，從底部排出排出特點(diǎn)：特點(diǎn)：u對物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，對對物料的適應(yīng)性很強(qiáng)，對高粘度和易結(jié)晶、結(jié)

15、垢的高粘度和易結(jié)晶、結(jié)垢的物料都能適用物料都能適用u結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力消耗大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力消耗大，每平方米傳熱面約需每平方米傳熱面約需1.51.53kw3kwu夾套傳熱面積較小，處理夾套傳熱面積較小，處理量小量?。? 3）離心式薄膜蒸發(fā)器）離心式薄膜蒸發(fā)器工作原理：工作原理：利用旋轉(zhuǎn)離心盤所產(chǎn)生的離心力推利用旋轉(zhuǎn)離心盤所產(chǎn)生的離心力推動溶液呈膜狀流動，同時被加熱蒸發(fā)濃縮動溶液呈膜狀流動，同時被加熱蒸發(fā)濃縮離心式薄膜蒸發(fā)設(shè)備流程離心式薄膜蒸發(fā)設(shè)備流程1.1.平衡槽平衡槽 2.2.進(jìn)料螺桿泵進(jìn)料螺桿泵 3.3.蒸發(fā)器蒸發(fā)器 4.4.噴射泵噴射泵 5.5.水池水池 6.6.水泵水泵 7.7.濃縮液貯罐

16、濃縮液貯罐 8.8.出料螺桿泵出料螺桿泵三、蒸發(fā)設(shè)備的計算三、蒸發(fā)設(shè)備的計算v溶質(zhì)在蒸發(fā)過程中不會揮發(fā)，進(jìn)料中的溶質(zhì)溶質(zhì)在蒸發(fā)過程中不會揮發(fā)，進(jìn)料中的溶質(zhì)將全部進(jìn)入濃縮液將全部進(jìn)入濃縮液溶質(zhì)的物料衡算溶質(zhì)的物料衡算：122()FxLxFW xv在給定生產(chǎn)任務(wù)和確定的操作條件下，計算溶劑在給定生產(chǎn)任務(wù)和確定的操作條件下，計算溶劑蒸發(fā)量蒸發(fā)量、加熱、加熱蒸汽消耗量蒸汽消耗量和蒸發(fā)器的和蒸發(fā)器的傳熱面積傳熱面積1.1.蒸發(fā)量蒸發(fā)量水分蒸發(fā)量水分蒸發(fā)量：12(1)xWFx12FxxFW蒸發(fā)后溶液濃度蒸發(fā)后溶液濃度：式中：式中：F F溶液的進(jìn)料量，溶液的進(jìn)料量，kg/hkg/h W W水分的蒸發(fā)量，水分

17、的蒸發(fā)量，kg/hkg/h L L濃縮液流量，濃縮液流量，kg/hkg/h x x1 1料液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分率料液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分率 x x2 2濃縮液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分率濃縮液中溶質(zhì)的濃度，質(zhì)量分率2.2.加熱蒸汽消耗量加熱蒸汽消耗量12sslDHFhLhWHDhQ12()()sslD HhFhFW hWHQ熱量衡算熱量衡算：式中：式中： D D加熱蒸汽消耗量，加熱蒸汽消耗量，kg/hkg/h H Hs s加熱蒸汽的焓，加熱蒸汽的焓，kJ/kgkJ/kg h h1 1料液的焓，料液的焓，kJ/kgkJ/kg h h2 2濃縮液的焓，濃縮液的焓，kJ/kgkJ/kg h hs s加熱

18、器中冷凝水的焓，加熱器中冷凝水的焓，kJ/kgkJ/kg H H二次蒸汽的焓，二次蒸汽的焓，kJ/kgkJ/kg Q QL L 熱損失，熱損失，kJ/hkJ/h212()()lssF hhW HhQDHh2 21 12 2()()lssF C tC tW HC tQDHh加熱蒸汽消耗量加熱蒸汽消耗量：式中：式中： t t1 1料液溫度，料液溫度， t t2 2蒸發(fā)器中溶液溫度，蒸發(fā)器中溶液溫度， C C1 1料液的比熱，料液的比熱，kJ/kgkJ/kg C C2 2濃縮液的比熱，濃縮液的比熱，kJ/kgkJ/kg v當(dāng)加熱蒸汽的冷凝液在飽和溫度下排出時當(dāng)加熱蒸汽的冷凝液在飽和溫度下排出時2 2

19、1 1()lF C tC tWrQDR式中：式中： R R加熱蒸汽的蒸發(fā)潛熱，加熱蒸汽的蒸發(fā)潛熱，kJ/kgkJ/kg r r 溫度為溫度為t t2 2時二次蒸汽的蒸發(fā)潛熱，時二次蒸汽的蒸發(fā)潛熱，kJ/kg kJ/kg 3.3.傳熱面積傳熱面積 傳熱速率方程：傳熱速率方程：mQAK t22()()ssQDRAK TtK Tt2mstTt式中：式中：A A蒸發(fā)器的傳熱面積，蒸發(fā)器的傳熱面積，m m2 2 Q Q傳熱量，傳熱量，W W K K傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)，W/mW/m2 2K K t tm m平均傳熱溫度差，平均傳熱溫度差，K Kv蒸汽冷凝和溶液沸騰之間是恒溫差傳熱蒸汽冷凝和溶液沸騰之間是恒

20、溫差傳熱傳熱面積：傳熱面積：第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)晶設(shè)備結(jié)晶設(shè)備一、概述一、概述1.條件：條件：溶液處于過飽和狀態(tài)溶液處于過飽和狀態(tài)2.應(yīng)用：應(yīng)用：許多抗生素、氨基酸、維生素等都是許多抗生素、氨基酸、維生素等都是 利用多次結(jié)晶的方法制取高純度產(chǎn)品利用多次結(jié)晶的方法制取高純度產(chǎn)品3.特點(diǎn)：特點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便，成本低，廣泛設(shè)備簡單，操作方便，成本低，廣泛 應(yīng)用于微生物代謝產(chǎn)物的精制應(yīng)用于微生物代謝產(chǎn)物的精制4.4.類型類型v按生產(chǎn)作業(yè)方式分為：按生產(chǎn)作業(yè)方式分為：分批的、連續(xù)的分批的、連續(xù)的v按形成過飽和溶液途徑分為：按形成過飽和溶液途徑分為：冷卻結(jié)晶設(shè)備、冷卻結(jié)晶設(shè)備、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備、真空結(jié)晶設(shè)備

21、蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備、真空結(jié)晶設(shè)備u冷卻結(jié)晶設(shè)備：冷卻結(jié)晶設(shè)備：用降溫方法使溶液進(jìn)入過飽和用降溫方法使溶液進(jìn)入過飽和u蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備：蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備：蒸發(fā)溶劑使溶液進(jìn)入過飽和蒸發(fā)溶劑使溶液進(jìn)入過飽和u真空結(jié)晶設(shè)備：真空結(jié)晶設(shè)備：沒有加熱或冷卻裝置，料液在真空沒有加熱或冷卻裝置，料液在真空狀態(tài)下自蒸發(fā)濃縮并同時降低溫度狀態(tài)下自蒸發(fā)濃縮并同時降低溫度5.5.選型選型v溶液的性質(zhì)（溶液的性質(zhì)（溶解度與溫度關(guān)系溶解度與溫度關(guān)系）v結(jié)晶體的大小、形狀及晶體長大速率結(jié)晶體的大小、形狀及晶體長大速率v經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性二、常用結(jié)晶設(shè)備二、常用結(jié)晶設(shè)備1.1.要求要求v傳熱：傳熱：無傳熱面、傳熱面要光滑無傳熱面、傳熱面要光滑v

22、混合：混合：氣流攪拌、機(jī)械攪拌（氣流攪拌、機(jī)械攪拌（低轉(zhuǎn)速，低轉(zhuǎn)速， 大尺寸，靠近傳熱面大尺寸，靠近傳熱面）v內(nèi)壁：內(nèi)壁：光滑、無棱角光滑、無棱角2.2.冷卻結(jié)晶設(shè)備冷卻結(jié)晶設(shè)備v工作原理：工作原理：u采用冷卻降溫方法使溶液進(jìn)入過飽和狀態(tài)采用冷卻降溫方法使溶液進(jìn)入過飽和狀態(tài)u不斷降溫，維持溶液一定的過飽和濃度進(jìn)行育晶不斷降溫，維持溶液一定的過飽和濃度進(jìn)行育晶v用途：用途：用于溫度對溶解度影響比較大的物質(zhì)結(jié)晶用于溫度對溶解度影響比較大的物質(zhì)結(jié)晶v類型：類型：立式結(jié)晶罐、臥式結(jié)晶箱立式結(jié)晶罐、臥式結(jié)晶箱（1 1）立式）立式結(jié)晶罐結(jié)晶罐v結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：u機(jī)械攪拌器（機(jī)械攪拌器（框式、框式、錨式錨式）u冷

23、卻裝置（冷卻裝置（夾套式夾套式或罐內(nèi)蛇管或罐內(nèi)蛇管）v特點(diǎn)：特點(diǎn)：u間間歇操作，結(jié)晶時間可歇操作，結(jié)晶時間可以任意調(diào)節(jié)以任意調(diào)節(jié)u可得到較大的結(jié)晶顆?？傻玫捷^大的結(jié)晶顆粒u生產(chǎn)能力較低生產(chǎn)能力較低u過飽和度不能精確控制過飽和度不能精確控制（2 2）臥式結(jié)晶箱）臥式結(jié)晶箱v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：u外部夾套冷卻外部夾套冷卻u長螺距的螺旋攪拌器，推動結(jié)晶體向前運(yùn)動長螺距的螺旋攪拌器，推動結(jié)晶體向前運(yùn)動u箱的上部有活動的頂蓋，保持箱內(nèi)物料的潔凈箱的上部有活動的頂蓋，保持箱內(nèi)物料的潔凈3.3.蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備v工作原理：工作原理：u加熱蒸發(fā)部分溶劑，使溶液濃縮進(jìn)入過飽和區(qū)加熱蒸發(fā)部分溶劑，使溶液濃縮進(jìn)入過

24、飽和區(qū)u不斷蒸發(fā)，維持溶液在一定的過飽和度進(jìn)行育晶不斷蒸發(fā)，維持溶液在一定的過飽和度進(jìn)行育晶v特點(diǎn)：特點(diǎn)：u用于溶質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大用于溶質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大u或者單靠溫度變化進(jìn)行結(jié)晶時結(jié)晶率較低或者單靠溫度變化進(jìn)行結(jié)晶時結(jié)晶率較低蒸發(fā)結(jié)晶鍋蒸發(fā)結(jié)晶鍋v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：u錨式攪拌器錨式攪拌器u加熱夾套加熱夾套u(yù)抽真空裝置抽真空裝置u汽液分離器汽液分離器循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器真空煮晶鍋真空煮晶鍋4.4.真空結(jié)晶設(shè)備真空結(jié)晶設(shè)備v工作原理：工作原理：u料液在結(jié)晶器內(nèi)閃蒸濃縮，蒸除部分溶劑料液在結(jié)晶器內(nèi)閃蒸濃縮，蒸除部分溶劑u蒸發(fā)吸熱降低了自身溫度蒸發(fā)吸熱降低了自身溫度v特點(diǎn)：特點(diǎn)：u沒

25、有傳熱面積，避免了在傳熱表面上析出晶體沒有傳熱面積，避免了在傳熱表面上析出晶體u省去了換熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、投資較低省去了換熱裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、投資較低三、結(jié)晶設(shè)備的計算三、結(jié)晶設(shè)備的計算1.物料衡算（物料衡算（結(jié)晶量結(jié)晶量）123GGGW 1 12233G xG xG x溶質(zhì)衡算方程：溶質(zhì)衡算方程： 全物料衡算式：全物料衡算式：式中：式中：G G1 1進(jìn)入結(jié)晶器的物料量，進(jìn)入結(jié)晶器的物料量，kg/hkg/h G G2 2自結(jié)晶器取出的母液量，自結(jié)晶器取出的母液量，kg/hkg/h G G3 3自結(jié)晶器取出的結(jié)晶量，自結(jié)晶器取出的結(jié)晶量，kg/hkg/h W W結(jié)晶器蒸發(fā)走的溶劑量，結(jié)晶器蒸發(fā)

26、走的溶劑量，kg/hkg/h x x1 1進(jìn)入結(jié)晶器物料中溶質(zhì)的質(zhì)量分率進(jìn)入結(jié)晶器物料中溶質(zhì)的質(zhì)量分率 x x2 2自結(jié)晶器取出的母液中溶質(zhì)的質(zhì)量分率自結(jié)晶器取出的母液中溶質(zhì)的質(zhì)量分率 x x3 3結(jié)晶體含溶質(zhì)的質(zhì)量分率結(jié)晶體含溶質(zhì)的質(zhì)量分率1122332()G xxWxGxx結(jié)晶量：結(jié)晶量：不含結(jié)晶水，不含結(jié)晶水，x3111232()1G xxGx無溶劑蒸發(fā)，無溶劑蒸發(fā)，W=02221131)(xWxxxGG2.熱量衡算（熱量衡算（換熱介質(zhì)用量、蒸發(fā)量換熱介質(zhì)用量、蒸發(fā)量）v進(jìn)入結(jié)晶器的熱量進(jìn)入結(jié)晶器的熱量111 1QGCT式中：式中：T T1 1待結(jié)晶溶液的溫度，待結(jié)晶溶液的溫度，K K

27、C C1 1待結(jié)晶溶液的平均比熱，待結(jié)晶溶液的平均比熱，kJ/kJ/kgkgK K q q單位質(zhì)量結(jié)晶放出的熱量，單位質(zhì)量結(jié)晶放出的熱量，KJ/kgKJ/kg D D 加熱蒸汽用量，加熱蒸汽用量，KgKg I I2 2加熱蒸汽的焓，加熱蒸汽的焓，KJ/kgKJ/kg I I1 1冷凝水的焓，冷凝水的焓，KJ/kgKJ/kg 23QqG待結(jié)晶溶液帶入的熱量：待結(jié)晶溶液帶入的熱量：溶質(zhì)結(jié)晶產(chǎn)生的熱量：溶質(zhì)結(jié)晶產(chǎn)生的熱量：加熱介質(zhì)傳入的熱量：加熱介質(zhì)傳入的熱量：321()QD IIv離開結(jié)晶器的熱量離開結(jié)晶器的熱量母液帶出的熱量：母液帶出的熱量：242QG C T25332QG C T式中式中: C

28、: C2 2母液母液的平均比熱，的平均比熱，kJ/kJ/（kgkgK K） T T2 2晶體與母液離開結(jié)晶器時的溫度，晶體與母液離開結(jié)晶器時的溫度，K K C C3 3晶體的平均比熱，晶體的平均比熱，kJ/kJ/（kgkgK K） W W蒸發(fā)溶劑量，蒸發(fā)溶劑量，KJ/kgKJ/kg i iT T溫度為溫度為T T的溶劑蒸氣的熱焓量，的溶劑蒸氣的熱焓量，KJ/kgKJ/kg T T離開結(jié)晶器的溶劑蒸汽溫度，離開結(jié)晶器的溶劑蒸汽溫度，K K晶體帶出的熱量：晶體帶出的熱量：溶劑蒸發(fā)帶出的熱量：溶劑蒸發(fā)帶出的熱量：6TQWi式中式中: G: G0 0冷卻劑用量冷卻劑用量，KgKg C C0 0冷卻劑冷卻劑的平均比熱，的平均比熱，kJ/kJ/（kgkgK K）