十水硫酸钠冷冻结晶器的设计与优化

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1、无机盐工业第42卷第5期56IN0RCANICCHEMICALSINDUSTRY2010年5月十水硫酸钠冷冻结晶器的设计与优化木张爱群，杨立斌，郑倩倩(天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457)摘要：通过对十水硫酸钠结晶过程影响因素的分析，讨论了冷却结晶过程设计的关键点。分析了过饱和度对结晶过程初级成核的影响，研究了通过控制物料母液循环量从而控制过饱和度以避免初级成核的方法；探讨了通过改进设备内部结构，使晶核处于悬浮状态，与过饱和液体充分混合，达到促进晶体生长的目的；新的设备结构设计，还充分考虑减少

2、晶体二次成核几率；同时在结晶器中增加细晶排出装置，降低晶核数量，提高晶体生长速率，达到改善结晶质量的目的。关键词：结晶器；十水硫酸钠；芒硝中图分类号：TQ131．12文献标识码：A文章编号：1006—4990(2010)05—0056—03Designandoptimationofchiiler~crystallizerofsodiumsulfatedecahydrateZhangAiqun，YangLibin，ZhengQianqian(SchoolofMarineScienceandEngineerin

3、g，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300457，China)Abstract：Keypointsinthedesignfortheprocessoffreezingcrystallizationwerediscussedbyanalyzinginfluencingfactors．Inaddition，influenceofsupersaturationonprimarynucleationincrystallizationprocesswasa

4、nalyzedandmethodthatthroughcontrollingcirculationrateofmotherliquidtocontrolthesupersaturationsoastoavoidprimarynucleationwasstudied．Intemalstructureofchiller-crystallizerwasimprovedsothatcrystalnucleuscouldbecomethesuspensionstateandnlixwithsupersaturatio

5、nsolutioncompletelyincrystallizerandfinallyachievethepurposeofpromotinggrowthofcrysta1．Newequipmentdesignalsofullyconsideredhowtoreducetheprobabilityofcrystalsecondarynucleation．Meanwhile，finecrystaldischargedevicewasaddedincrystallizertodeclinequantityofc

6、rystalnucleusandtoincreasecrystalgrowthrateSOastoreachtheaimofimprovingcrystallinequality．Keywords：crystallizer；sodiumsulfatedecahydrate；mirabilite中国生产芒硝(十水硫酸钠，NaSO·10HO)深入的研究。对结晶的条件控制不好，导致很多企的原料多为含有Na，SO和NaC1的地下卤水，生产业在传热面积足够的情况下，生产的芒硝结晶颗粒工艺分为冷冻法和热法。在冷冻法生产

7、芒硝的过程过于细小，形成浮硝，以致于很难与制硝母液充分分中，含有NaS0和NaC1的原料液经过冷冻，NasO离，从而导致母液中SO：一含量偏高。井矿盐产区的浓度达到过饱和，从而以NaSO·10HO结晶的形制硝母液往往作为液体盐产品，如果s0一含量不能式析出。在NaSO·10H0充分析出后，所得母液达标，将直接影响液体盐产品作为“两碱”工业的原为NaC1的饱和溶液，净化后可以作为生产“两碱”料。所以从芒硝结晶人手，研究促进芒硝结晶颗(烧碱和纯碱)的原料。实际生产中，厂家往往忽略粒充分长大的控制条件，是避免芒硝

8、生产中母液中产生大量浮硝、造成液体盐产品不能达标的关键芒硝结晶粒度的控制，认为只要冷冻温度控制足够所在。低，就可以保证Na：SO·10H0充分析出，达到控制母液中SOi一含量的目的。1芒硝结晶过程的工艺路线基于此，人们考滤更多的是冷冻过程的传热问芒硝结晶过程的工艺路线为：题，而对芒硝结晶过程的成核与成长速率没有进行原料卤水一冷一冷冻一结晶一沉降一Na2s0。10H20产品缉晶拄出速【}基金项目：天津科技大学科学研