传质分离方法

（2）DTB型蒸发结晶器
3.直接冷却结晶设备（用不想溶的冷剂，直接与溶液接触，从而使溶液达到饱和结 晶的目的） 喷雾式结晶器
我们组选用外循环式冷却结晶器，通过泵将浆料输送到釜式结晶器中，外部用冷却 水大循环进行冷却来控制温度。
结晶器种类繁多，按结晶方法可分为冷却结晶器、蒸发结晶器、真空结晶器；按操 作方式可分为间歇式和连续式；按流动方式可分为混合型、多级型和母液循环型。 1）釜式结晶器 其冷却结晶的冷量由夹套或外部换热器供给，采用搅拌是为了提高传热和 传质速率并使釜内的温度和浓度均匀，同时可使晶体悬浮，有利于晶体各晶面成长。 优点是换热面积大、传热效率高，有利于溶液过饱和度的控制。缺点是循环泵易破 碎晶体。 2）Krystal-Oslo蒸发式生长型结晶器图：（课本p-124） 大多数采用分级的流化床，离子长大后乘降速度超过悬浮速度而下沉，因 此底部聚集着大量的结晶，晶浆的浓度也比上面的高，孔隙率减小，实际悬浮速度 也必然增加，因此正适合分级粒度的需要。这也正好是新鲜的过饱和溶液先接触的 原因所在，在密集的晶群中迅速消失过饱和度，流经上部由O店排出，作为母液系 统；或者在多效蒸发系统中进入下一级蒸发。
我们组选用结晶分离技术！因为 硝酸钾的溶解度随温度的变化而 变化较大，根据下表可以看出在 温度降低，溶解度降低。
1、将溶液蒸发浓缩使溶液达到饱和而结晶
原理：随着溶剂的挥发，原来的不饱和溶液逐渐变为饱和溶液，饱和溶液再逐渐变 为过饱和溶液，这时溶质就开始从过饱和的溶液中析出。 适用：溶质的熔点比溶剂 的沸点高的多的分离
3）喷雾式结晶器 将浓缩的热溶液与大量的冷空气相结合，就能产生冷却及蒸发效应，从而使溶液达 到饱和，结晶得以吸出。
我们组选用釜式结晶器。 原因：我们组的温度控制在10℃左右，且常 压冷却。而釜式结晶器冷却换热面积大，传 热速率大，有利于溶液过饱和度的控制。
编制结晶分离方案
装置:储罐，离心泵，外循环冷却结晶器。 1.将硝酸钾水溶液通过离心泵达到冷却结晶器内，输送到一定液位。 2.开搅拌打浆 3.开外部离心泵将外部的冷凝水打循环。 4.调节控制冷凝水流速，将温度控制在10℃左右，打浆20分钟。 5.停止打浆，将晶浆从釜底放出，送去过滤分离。
2、冷冻结晶法
原理：使溶液冷却（冷冻）而达到饱和产生结晶。适用于溶解度随温度下降而减少 的物质
3、盐析法 原理：利用共同离子效应，降低被分离物质的溶解度而使其结晶析出。适用于在较 低温度的情况下不易分离的物质。 4、分步结晶法 原理：根据溶解度的差异多次结晶。，此法适用于某些相似盐溶解度上的差异的情 况 5、化学反应结晶 原理：加入某些絮凝剂，使之沉淀下来。适用于一些除去溶质要溶剂的过程。 我们组选用冷冻结晶法。溶解度温度系数变化很大，当温度下降后，硝酸钾的溶解 度下降，形成了过饱和溶液，处于热力学不稳定状态，溶质就会自溶液中结晶析出。
影响因数 （1）液位 液位过低时，液位的微小变化会切断导流筒上缘的循环通道，破坏结晶器的运行。过高 的液位使循环晶浆中的晶粒不能被充分的送入生产过饱和度的液体表面层。 （2）过饱和度
过饱和度增加过多，使溶液进入不稳定区，则会产生过量的晶核，导致最终产品的晶粒 太细。
（3）绝对压力 他的变化直接影响结晶温度 （4）投入量 直接影响结晶器内溶液过饱和度的大小 （5）加热蒸汽量
结晶 原理：溶液达到过饱和而溶质结晶。 特点:可以得到很纯的固体物质；结晶分离方 法可以分离的混合物系、同分异构体物系 和热敏性物系等；结晶操作能耗低，对设 备材质要求不高，很少有三废的排放。 适用于化学、食品、医药、轻纺及许多高新 技术领域，从溶液中分离固体物质。 结论：硝酸水溶液的分离方法采用结晶分离
传质分离方法、原理及特点
• 1、蒸馏 • 原理：挥发性或饱和蒸汽压或沸点或相对挥发度 不同来实现混合物的分离 • 特点：a、操作流程较为简单 b、可直接获得所需 要的产品c、物料在两相的传递过程中得以分离， 能耗大d、用加热的方法造成气液两相 适用情况：适用范围广泛，均相混合液体的分离， 物料沸点不是很高并具有一定的温度差，通过改 变操作压力使常温常压下呈气态或固态的混合物 在液化后得以分离。
储 罐
外循 环冷 却结 晶器 去过滤
离心 泵
晶种为硝酸钾，因为他的结晶物就是硝酸钾，有利于他的结晶速 度
加入量为100KG 加入方式由人口加入 搅拌器转速为9却来达到饱和结晶的目的） （1）空气冷却式结晶器 （2）釜式结晶器 （3）Krystal-Oslo分级结晶器
2.蒸发结晶设备（通过将溶液加热到沸点，并浓缩达到饱和而产生结晶） （1） Krystal-Oslo蒸发式生长型结晶器
输入的热流强度决定了溶液的过饱和度
（6）晶浆固液比 一定的晶浆固液比有利于晶体的生长，而且可以减少细晶，防止结疤。 （7）搅拌速度 决定了晶体颗粒的大小
我们组确定操作压力为常压，因为我们控制温度主要用釜外的循 环冷却器来控制。 操作温度为10℃，因为在10℃时，硝酸钾的溶解度为17％，有利 于我们分离。
2.吸收 原理：混合气体中各组分在同一种溶剂 （吸收剂）中溶解度的不同。 特点：吸收过程不需加热，能耗低，但吸 收剂需回收时，能耗大。 适用情况：混合气体的分离，原料气的净 化，某些溶液产品的制取，排放废气中 回收有用组分等。
3.萃取 原理：液体在液相溶剂中的溶解度不同， 使原料液混合物分离 特点：低温操作能耗低，但分离不会很彻 底 适用情况：a、沸点差很小的物系b、溶质 含量很低的物系c、沸点很高，需要真空 精馏 d、 热敏性物料 适宜采用萃取操作 d、均相混合液中，热能性好等。溶质回 收或脱溶剂。