工业结晶器的类型

工业结晶器的类型

导流筒结晶机

是一种高效结晶设备，物料温度可控，其独特的结构和工作原理决定了它具有传热效率高、配置简单、操作控制方便、操作环境好等特点。

设备主体为根据流体计算后设计的外筒体和导流筒，配套专用螺旋浆实现了高效内循环，而几乎不出现二次晶核，根据冷却结晶体的生长速率和晶体大小，设计降温速度、搅拌桨转速等指标，各指标动态可调易实现系统自控制，以适应的结晶要求。

导流筒内外壁抛光，减小物料在内壁结疤现象；导流筒本身有高的换热面,也可另设冷却器；

晶浆过饱和度均匀，粒度分布良好，实现了高效率；

相对能耗低；下部安装出料阀可实现连续生产

转速低，变频调控,适用性强,运行可靠，故障少。

操作要点:结晶取出速率，晶种加入速率，PH制调整，搅拌速率

Oslo流化床型冷却法结晶器

主要特点：是过饱和度产生的区域与晶体生长区分别结晶器的两处，晶体在循环母液中流化悬浮，为晶体生长提供了较好的条件，能够生产出粒度较大而均匀的晶体。

工艺过程：它在循环管路上增设列管式冷却器，母液单程通过列管向上方循，浓的料液在循环泵前加入，与循环母液混合后一起经过冷却器冷却而产生过饱和度，之后进入结晶器中流化悬浮，生产出粒度较大而均匀的晶体。产品（晶体）悬浮液由结晶器锥底引出。

1控制系统采用 PLC控制器，有系统信息上传接口。要求能够自动监测控制结晶温度、晶体粒度，轴流泵采用变频控制，进、出料作业能够自动控制；

2配细晶消除装置；

3结晶料量： Kg/h，粒度分布mm；

OSLO冷却式结晶器的过饱和产生设备是一个冷却换热器，溶液通过换热器的管程，而且管程为双程式的。冷却介质通过壳程。须指出的是壳程冷却介质的循环方式。在管程通过的溶液过饱和度设计限是靠主循环泵的流量所控制，冷却介质新鲜的冷却介质需要有合适的配合流量.

分级清液循环型：主要是控制循环泵抽吸的是基本不含晶体的清溶液，然后输送到冷却器去进行降温，通过降温使循环母液中的过饱和度增加。下部的结晶生长器主要是使过饱和溶液经中央降液管直伸入生长器的底部，再徐徐穿过流态化的晶床层，从而消失过饱和现象，晶体也就逐渐长大。按照粒度的大小自动地从下至上分级排列，而晶浆浓度也是从下到上逐步下降，上升到循环泵入口附近已变成清液。分级的操作法使底部的晶粒与上部未生长到产品粒度的互相分开，取出管是插在底部，因此产品取出来的都是均匀的球状大粒结晶，这是它最大优点。但是循环泵的输送量在整个结晶器内是一定的，这就造成结晶器内晶粒的流态化的终端速度和晶浆浓度(也就是空隙率的大小)的限制，这样必然带来两个缺点:第一个是过饱和度较大，但是安全的过饱和介稳区域一般都是很狭窄的，而且生产上往往不允许越过介稳区的上限，一般都在介稳区中部或偏上一点。所以生产能力的弹性很小。第二个缺点是由于上述现象的存在，造成同一直径的设备比晶浆循环操作的生产能力要低几倍。

DTB型蒸发结晶器

即导流筒-挡板蒸发结晶器，也是一种晶浆循环式结晶器,下部接有淘析柱，器内设有导流筒和筒形挡板，操作时热饱和料液连续加到循环管下部，与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器，并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却，达过饱和状态，其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积，使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降，而小颗粒则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀，将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部，利用水力分级的作用，使小颗粒随液流返回结晶器，而结晶产品从淘析柱下部卸出.

外循环型结晶器

简称FC结晶器，由结晶室、循环管、循环泵、换热器等组成。结晶室有锥型底，晶浆从锥底排出后，经循环管用轴流式循环泵送过换热器，被加热或冷却后重新又进入结晶室，如此循环不已，属于晶浆循环型。晶浆排出口位于接近结晶室锥底处，而进料口则在排料口之下的较低的位置上。可以连续操作，也可以间歇操作。

FC结晶器可通用于蒸发法、间壁冷却法或真空冷却法结晶。若用于后者则换热器无存在的必要，而结晶室与真空系统相连，以便在室内维持较高的真空。这种形式的结晶器适用于生产氯化钠、氯化钡、氯化钾、尿素、次磷酸钠、硫酸钠、硫酸铵、柠檬酸及其它一些无机及有机晶体。产品粒度约在0.05～1mm范围。

真空式结晶器

真空式结晶器与蒸发式结晶器的区别是前者真空度更高，要求操作温度下的饱和蒸汽压(绝对)与该温度下溶液的总蒸汽分压相等。操作温度一般都要低于大气温度或者最高是接近气温。真空式结晶器的原料溶液多半是靠装置外部的加热器预热，然后注入结晶器。当进入真空蒸发器后，立即发生闪蒸效应，瞬间即可把蒸汽抽走，随后就开始继续降温过程，当达到稳定状态后，溶液的温度与饱和蒸汽压力相平衡。因此真空结晶器既有蒸发效应又有制冷的效应，也就是同时起到移去溶剂与冷却溶液的作用。溶液变化沿着溶液浓缩与冷却的两个方向前进，迅速接近介稳区。

真空结晶器一般没有加热器或者冷却器，避免了在复杂的表面换热器上析出结晶，防止了因结垢降低换热能力等现象，延长了换热器的使用周期。溶液的蒸发、降温在蒸发室的沸腾液面上进行，这样也就不存在结垢问题。但是，在蒸发室闪急蒸发时，沸腾界面上的雾滴飞溅是很严重的。仍然要黏结在蒸发室器壁上形成晶垢。需要在蒸发室的顶部附加一周向器壁喷洒的特殊洗涤喷管或洗水溢流环，在生产过程中定期地用清水清洗，以避免蒸发器截面逐渐缩小而带来的生产能力下降，且可以在不中断生产而得到清洗的效果。

蒸发结晶系统

针对各种浓缩介质的特性，我们在设计蒸发结晶机时，考虑的各技术参数有所不同。

目前蒸发器结晶机的形式有：

一，先蒸发后冷却

一效二效蒸发配DTB冷却结晶机

二效三效蒸发配OSLO冷却结晶机

主要应用：大多数硫酸盐，有机酸，醇类等

二，直接蒸发结晶

多效蒸发配OSLO蒸发结晶机

主要应用：氯化铵、溴化铵、硫酸铵、硫酸钠、氯化钾、氯化钠等

（前效蒸发器的形式：稀溶液有微晶存在时采用降膜蒸发器，有大量结晶体析出的溶液或粘度过高时采用强制循环蒸发器，避免物料结疤后堵管的发生。）

三，多级蒸发结晶

转鼓结晶机

转鼓结片是一个冷却结晶过程，料盘中熔融料液与冷却的转鼓接触，在转鼓表面形成料膜，通过料膜与转鼓间的换热，使料膜冷却、结晶，结晶的物料被刮刀刮下，成为片状产品。转鼓干燥是通过转动的转鼓，以热传导的方式，将附在转鼓外壁的液相物料或带状物料进行加热干燥的一种连续操作设备。

典型物料：

聚乙烯低聚物、石油树脂、氧化聚乙烯等高分子类产品；苯酐、顺酐、萘、平平加、高级脂肪醇、氯乙酸、三羟基丙烷、硝酸胍、双酚a、间苯二硬脂酸等有机化工产品；硫磺、硫化碱、烧碱、硫氢化钠、氯化钙等无机化工产品。

设备结构紧凑，占地面积小；转鼓精度高，产品均匀度好；采用多组刮刀，调节灵活；半管夹套式料盘，安全可靠；设有侧刮刀，避免转鼓侧鼓积料。

表面连续结晶器(套管结晶机)

刮壁表面连续结晶器是一个冷却结晶过程，高粘度料液与冷却内管壁接触，在表面形成冷却结晶的料膜，旋转的刮刀叶片不断刮除管壁上妨碍传热的结晶料膜层，并且不断向前推料将结晶带出。可根据具体产量情况确定冷却面积，选择设备机组。

设备优点：1结晶温度范围广(-60 C 到 +100 C).

2适合高固含量或高粘度的油脂类物料的结晶

3设备连续操作，可简单控制各项指标

4设备占地面积小，处理量大，可替代大型真空结晶器，且没有复杂的附属设备如冷凝器，真空系统等

应用领域：润滑油脱蜡，高粘有机物结晶，粘性液体冷却等

氨冷式和换热式;换热面积可根据用户需求进行设计制造

卧式结晶机

结晶是医药、化工生产中常见的化工单元操作过程，是一种与温度、时间、搅拌状态紧密相关的工艺过程。结晶过程一般为降温过程，在一定的时间内，以不同的速率降温是结晶过程的基本特征。不同的产品有不同的结晶过程曲线，而同一种产品，不同的结晶过程对产品的内在质量和外观质量有很大影响。由于结晶过程具有时间长、温度差小、控制指数高、结晶曲线易变等特点，采用人工控制结晶过程往往达不到理想的要求，为此，本结晶机采用了专用的结晶曲线过程控制系统，以适应各种物料结晶过程提高产品的质量。

卧式结晶机是一种高效率的结晶设备，由计算机控制物料温度，按预先设定结晶曲线平稳进行，其自动控制系统具有如下功能：

(1)测量范围：0 ~ 200 0C 测量精度0．5级；

(2)控制规律：连续PID 串级；

(3)控制精度：±1℃超调量<5％；、

(4)手／自无扰动切换；

(5)结晶曲线在线设定和修改，控制参数在线设定和修改：

(6)程序段大于10段，时间长度大于1个月；

(7)可带通讯接口，便于集散控制；

(8)控制参数：报警、控制；

(9)可具有防爆功能：

(10)具备实时和历史记录功能，便于数据分析。

主轴采用变磁调速装置，主轴转速无级可调使搅拌强度更适应结晶过程的需要，从而使结出的晶粒更均匀。为了得到尽可能直径均一的结晶颗粒，专门设有一淘洗系统，能把不合格的粒径与合格的粒径的结晶分离开，从而更有效的保证了产品的外观晶形符合要求。结晶过程中，溶液的过饱和度、物料温度的均匀一致性以及搅拌转速和冷却面积是影响产品晶粒大小和外观形态的决定性因素。要

使结晶过程得到有效控制，得到比较满意的晶体，要求结晶机必须有较大的传热面积，合适的搅拌器结构和转速，可控制的冷却水温度以及合理的结晶器内空结构。本智能结晶机系统由智能结晶机、板式换热器、冷却水循环泵和计算机控制系统组成。传热面积主要由壳体夹套和随轴做回转运动的盘管形成，由于冷却面积大，能使循环冷却水迅速地将结晶过程中的热量取走，以有效地保证物料温度能按最佳结晶曲线下降。循环冷却水泵起输送冷却水的作用，并使冷却水保持一定的流速，使传热系数保持恒定。板式换热器的作用是将循环水的热量取走。通过控制冷却水流量大小，可以控制循环水的温度，进而控制结晶机中物料的温度。在设计上采用了不会产生流动死区的折流夹套结构，内部设置了冷却螺旋盘管，主轴采用空心轴，大大提高了冷却面，使得搅拌在低速时，结晶物料能获得比较满意的传热面积。

特点：

1、卧式结晶机动力消耗仅为同产量的搪瓷反应釜的1/7左右。

2、工业结晶过程要避免自发成核，才能保证得到平均粒度大的结晶产品。只有尽量控制在介稳区内结晶才能达到这个目的。智能结晶机由于加设随轴旋转的内蛇管，使得冷却面积大，搅拌效果好，传热系数高，使结晶机内物料温度均匀一致，再加上采用智能控制，保证结晶温度跟踪结晶曲线，使结晶过程在介稳区结晶，晶粒生长速度一致，易得到晶粒粒径分布窄且大的结晶体。另由于冷却换热面处于介稳区，无晶核自发形成，结晶只在加入的晶种上进行，无法在壁面成长，故可避免冷却面结疤。

3、由于结晶过程的扰动均匀，搅拌扰动强度低，可使其结晶体纯度高，产品质量好，通过淘洗系统，可以得到晶粒更均匀的产品。

4、采用独特的轴封材料和轴封结构，使得轴封可靠，不会产生过饱和溶液在轴端结晶，使密封磨损，造成泄漏的现象。

5、转速低，运行可靠，故障少，维修量少。

6、冷却盘管缓慢旋转，同时夹套内壁有螺带清壁装置，与液体的换热在动态中进行，晶粒不易在冷却面上附着，有较地避免了物料的结垢。

7、由于结晶机为不锈钢材质，与搪瓷釜相比，不会出现搪瓷容易脱落，使整台搪瓷釜报废，造成很大经济损失的现象。

8、为了进一步保证产品外观质量，设计增加的淘洗系统，能起到对晶粒筛分的独到作用，使晶粒直径的一致性得到保证。