蒸发结晶器是迄今为止最常见的结晶器。在工业环境中，它们被用来分离液体和固体。它们是化学加工机械的关键部件，因为它们只需要少量的能量输入就能生产出高纯度的产品。

 

在这篇关于蒸发结晶器的完整指南中，我们将讨论:

l  什么是结晶

l  结晶相

l  结晶类型

l  蒸发结晶与冷却结晶的区别

l  蒸发结晶器相对于冷却结晶器的优点

l  结晶在工业中如何使用

l  如果您需要蒸发结晶器，与谁联系

 

结晶

结晶是将溶解在液体溶液中的固体分离出来并形成固体晶体结构的过程。该工艺可用于结晶固体的沉淀和纯化，并作为一种具有成本效益的方法，用于减少化工、制药、食品、公用工程和污染控制等各种行业的废物流体积。

有几个因素会影响结晶（跳转页面打不开，先不管）过程，包括但不限于:

l  溶液的浓度

l  温度和压力

l  溶剂组合的成分构成

l  在溶液中的溶解固体的成分构成

l  离子强度

当合适的物理环境存在时，液体分子会自行组织成这种高度结构化、紧密结合的结构，这种结构被称为晶体。

 

结晶工艺主要有三种类型:

1. 蒸发结晶

2. 冷却结晶

3. 反应结晶

在蒸发结晶中，溶剂通过加热溶液去除，直到溶剂被蒸发到饱和水平。这是我们在狄德的蒸发结晶器中使用的工艺，用于从各种工艺和废液中生产固体。

 

另一方面，冷却结晶则是将溶液冷却，直到化合物的溶解度降低到足以达到饱和水平，从而使溶解的固体通过结晶从溶剂中分离出来。

 

在反应结晶中，反应物被加入到溶液中产生化学反应，从而产生过饱和和结晶。通常，与晶体生长速度相比，化学反应是快的。

 

混合系统也存在，其中蒸发用来冷却溶液，导致溶液浓缩。

 

值得注意的是，每个结晶系统都应该单独开发，以获得最高的效率，因为不同的设备类型更适合不同的目的，这取决于混合物的成分、使用多少能量和所需的晶体尺寸分布。

 

在狄德，我们专注于为处理高沸点升高产品提供创新的解决方案。我们的结晶器深受老客户的信赖。我们可以提供广泛的选择，从基本的撬装装置到完整的交钥匙解决方案。

 

我们的预组装撬装项目包括换热器、泵、配套电机、仪表、控制阀、管道、电气接线盒或MCC/PLC、布线、绝缘和结构钢。

 

我们还为设备、管道、钢材提供3D建模，也可提供压力容器的可选代码戳。我们可以处理各种结晶器产品，包括氨基酸、硫酸铵、柠檬酸、环糊精、葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖胺、衣康酸、味精、碳酸钾、柠檬酸钾、氯化钠、柠檬酸钠、硫酸钠、苏氨酸和维生素C。

 

结晶相

这个工艺包括两个不同的阶段:

1. 初级成核

这是结晶的初始阶段，在此形成新的晶体。在这个阶段，小分子团开始聚集在一起，形成晶体的初始结构。这一阶段通常需要高度的过饱和，相对较少出现。

2. 二次成核

这一阶段是导致晶体大量形成并维持生长的主要过程。在这一阶段，新形成的晶体作为其他晶体生长的成核点。这一阶段比初级成核更常见，它会形成大而可见的晶体。二次成核通常需要较低的过饱和程度，并且可以持续较长时间。

 

值得注意的是，结晶过程的效率既取决于初级成核过程中形成的核的速率和数量，也取决于二次成核过程中晶体生长的速率。

 

结晶类型

1. 蒸发结晶器

蒸发结晶使溶剂蒸发，从而提高溶液的浓度。随着浓度的升高，溶液变得过饱和，从而触发成核的开始。随着核子开始膨胀，独特的晶体开始形成。

 

这是最常用的结晶方法，特别是在处理无机盐和蔗糖等简单物质时最常用。这些结晶装置通常使用蒸汽作为热源，并结合强制循环。由于蒸发是主要的工艺，这种转变发生在几乎等温的条件下。

 

商业蒸发结晶器有3个主要品种:

A. 强制循环（FC）结晶器

B. 导流筒挡板（DTB）结晶器

C. 奥斯陆结晶器

 

A. 强制循环（FC ）结晶器

强制循环（FC）结晶器使悬浮液循环，同时加热以驱动蒸发。循环气流在分离器内闪蒸，由循环悬浮液的冲击进行搅拌。

这种结晶器的二次成核率很高，当不需要大晶体时，它是最佳的方案。

 

B. 导流筒挡板（DTB）结晶器

导流筒挡板（DTB）结晶器是连续真空蒸发结晶器，它对从结晶器沉降区抽出的结晶稀液流进行加热，从而进行蒸发。低速螺旋桨形状的搅拌器和导流筒一起工作以保持浆液悬浮。

 

因此，混合物通过导流筒向上流向沸腾面进行蒸发。

 

小程度的过冷可以最大限度地减少壁上晶体的堆积，而剩余的液体则通过导流筒向下回流。这种结晶器适用于需要适度控制晶体尺寸的小容量装置。

 

晶体尺寸和尺寸均匀性取决于:

1. 外部分离

2. 细粉破坏

3. 晶体数量控制。

 

C. 奥斯陆结晶器

奥斯陆结晶器，也被称为流化床结晶器，对离开流化床的几乎无晶体的顶部液流施加热量进行蒸发。蒸发器中过热气流的闪蒸产生的过饱和液体随后在流化床上循环，流化床上的晶体出现过饱和。

 

2. 冷却结晶器

冷却结晶器是一种通过降低溶液温度，直到化合物的溶解度降低，使其通过结晶从溶剂中分离出来的结晶过程。有几种系统可用来进行冷却结晶。

 

今天，我们不打算在这里深入研究冷却结晶器。只需知道以下三种系统之一可用于冷却结晶过程：

 

A. 真空冷却结晶器

该装置使用批量或连续结晶方法，这对于保持对晶体尺寸的严格控制是非常有用的。由于每个晶体经历相同的时间，从而实现尺寸一致，批量操作是理想的控制晶体尺寸的方式。

 

B. 连续冷却结晶器

该装置对浆料进行离心分离，将离心分离成其组成部分的浓缩热溶液，从蒸发器送至冷却结晶器。

 

C. 刮板式结晶器

在其冷却的容器壁使溶液在壁面结晶后，该装置对壁面使用旋转叶片，以去除生成的晶体。收集后，晶体被回收到溶液的主体中，在此，它们可以最终被提取成浆液进行离心分离。

 

在冷却结晶应用中，换热器中的液体不是过热而是过冷。过冷溶液必须保持在亚稳区，以维持流化床和避免自发成核。

 

在无刮板换热器的结晶器中，冷却液和结晶液之间的典型温差小于2℃。双管结构是最典型的刮板式换热器的结晶器。当冷却液在外管中循环时，结晶在内管中发生。旋转刮刀可以保持内管表面没有固体。

 

 

最常见类型蒸发结晶器的比较分析

现在，让我们基于复杂性和可靠性来做一个以上描述的蒸发结晶器的比较分析。

结晶器类型	复杂性	可靠性
强制循环类型	最直接	最可靠
导流筒类型	一般	一般
奥斯陆类型	最复杂	最不可靠

正如你所看到的，在这三种结晶器中，强制循环结晶器是最直接和最可靠的，而奥斯陆结晶器是最复杂和最不可靠的。

 

那么，是否有理由使用奥斯陆结晶器来代替强制循环（FC）结晶器呢?

	蒸发结晶	冷却结晶
溶剂去除方法	加热	冷却
适合高沸点升高	是	否
设备类型	蒸发结晶器	冷却结晶器
能源使用	高	低
所需晶体尺寸	可改变	可改变
结晶器类型	批量和连续	真空冷却，连续冷却，刮板式
结晶相	初级和二次成核	初级和二次成核
效率	取决于成核速率和晶体生长速率	取决于成核速率和晶体生长速率
结晶器产品示例	氨基酸、硫酸铵、柠檬酸、环糊精、葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖胺、衣康酸、味精、碳酸钾、柠檬酸钾、氯化钠、柠檬酸钠、硫酸钠、苏氨酸和维生素C	与蒸发结晶相同

 

是的。奥斯陆结晶器通常用于生产更高级别、更大平均尺寸和更窄尺寸分布的晶体。

 

蒸发结晶 VS 冷却结晶

下表为蒸发结晶与冷却结晶的比较：

注：上表为蒸发结晶与冷却结晶的一般比较，具体的结晶方法和设备可能有不同的特点和参数。

值得注意的是，每个结晶系统都应该单独开发，以获得最高的效率，因为不同的设备类型更适合不同的需求，这取决于混合物的成分、使用的能量数量和所需的晶体尺寸。

 

蒸发结晶器相对于冷却结晶器的优势

蒸发结晶器比冷却结晶器有许多优势，包括：

1. 更低的运行成本：蒸发结晶器比冷却结晶器需要更少的能量来运行，随着时间的推移，可以显著节省成本。

2. 更高的结晶质量：蒸发结晶器比冷却结晶器产生的晶体纯度更高，缺陷更少。

3. 更大的灵活性：蒸发结晶器可用于生产多种尺寸和形状的晶体，而冷却结晶器通常仅限于生产单一尺寸和形状的晶体。

4. 更好的可扩展性：蒸发结晶器与冷却结晶器相比，可以更容易地扩大或缩小规模，更通用于不同的生产需求。

5. 减少浪费：蒸发结晶器产生的废物比冷却结晶器少，这有助于减少对环境的影响。

6. 更好的产品回收率：蒸发结晶器可以比冷却结晶器回收更高比例的产品，从而提高效率并节省成本。

结晶在工业中的应用有哪些?

结晶是一种广泛应用于各行各业的工艺，用于从溶液中提纯、分离和回收固体化合物。在化学和制药工业中，结晶用于纯化活性成分和生产高纯度产品。

 

在食品工业中，它被用来生产糖、盐和其他食品配料。在采矿业中，它用于从矿石中分离和纯化有价值的矿物质。在石油化工行业中，它被用于分离和纯化汽油、柴油和喷气燃料等产品。

 

结晶也用于许多消费品的生产，包括个人护理产品、家用清洁产品和电子材料。

 

蒸发结晶器来自领先的行业专家之一：狄德

由于本文特别关注蒸发结晶器，因此让我们简要讨论一下关于蒸发结晶器的需求，您可以与行业中的谁联系。

在其50多年的运营中，狄德公司为世界各地的客户提供定制设计的蒸发器和干燥器。我们技术精湛的工程团队平均任期超过20年，他们孜孜不倦地将狄德树立为客户蒸发和干燥技术的首选。

 

事实上，我们在以下方面被客户熟知：

l  为处理沸点高的产品提供创造性的解决方案。

l  为在同行业中多次选择我们服务的客户提供结晶器。

 

来自狄德的蒸发结晶器可从各种工业和废物溶液中生产固体产品。应用包括在化学、制药、食品、公用工程和污染控制领域中有效减少废物流的容量，以及结晶固体的沉淀和/或纯化。

 

我们的强制循环结晶器的主要特点是进料和悬浮在液体中循环的沉淀固体浆液进行不断混合。当浆液通过腔体的换热管时，冷凝发生在腔体的换热管外，产生蒸发所需的热量。用于蒸发器的相同能源也可以用于结晶器。

 

如果您需要一台可靠和高效的蒸发结晶器，狄德公司应该是您的首选。联系我们，了解我们如何满足您的特定需求和要求。

 

我们结晶器可处理的产品

我们的结晶器是行业中处理以下产品的领先解决方案之一：

l  氨基酸

l  硫酸铵

l  柠檬酸

l  环糊精

l  葡萄糖

l  葡萄糖酸

l  葡萄糖胺

l  衣康酸

l  味精

l  碳酸钾

l  柠檬酸钾

l  氯化钠

l  柠檬酸钠

l  硫酸钠

l  苏氨酸

l  维生素C

 

我们提供的解决方案

狄德可以提供从简单的撬装到完整的交钥匙解决方案。

预装撬装项目的特点包括：

l  换热器

l  钢结构

l  泵和电机

l  仪表和控制阀

l  管道

l  电气接线盒或MCC / PLC

l  装配、绝缘和布线

l  设备、管道和钢材的3D建模

l  压力容器的可选钢印

 

结论

总之，蒸发结晶器是一种具有成本效益的解决方案，用于工业和废物流的减容和净化。它们的工作原理是将进料和悬浮在液体中循环的沉淀固体浆液混合，在换热管外发生冷凝，产生蒸发所需的热量。这种类型的结晶器通常用于化学、制药、食品、公用工程和污染控制领域。像狄德这样的公司，拥有50多年的经验和一支专业的工程团队，提供定制设计的蒸发结晶器，并以其创造性的解决方案和老客户而闻名。如果您需要蒸发结晶器技术，狄德是您的首选。

 

常见问题

1. 为什么结晶比蒸发更好？

蒸发在分离混合物方面不如结晶有效。混合物中的一些固体颗粒在蒸发过程中溶解，从而留下杂质。但是结晶产生的是纯固体晶体。

 

2. 当离子溶液蒸发时，晶体是如何形成的？

物质可以溶解在液体中形成溶液，当液体蒸发时，溶解的物质就形成晶体结构。离子层被添加到初级结构的外部，以增加离子晶体的尺寸。为了形成这种初级结构，可能偶尔会添加“种子晶体”。

 

3. 蒸发结晶器如何工作？

蒸发结晶器的工作原理是将进料溶液和悬浮在液体中的沉淀固体循环浆液进行混合。随后，浆液穿过换热管，在换热管外部发生冷凝。这就产生了蒸发所需的热量，从而导致晶体的形成。

 

4. 有没有专注于蒸发结晶器的公司？

有！在狄德公司，我们在设计和制造定制蒸发结晶器方面拥有丰富的经验。我们的专业工程师团队，平均任期超过20年，服务全球客户超过50年。我们为能够提供处理高沸点产品的创新解决方案而感到自豪，并且在不断向客户提供高质量结晶器方面有着良好的记录。