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氯化铵真空闪蒸结晶器

一、氯化铵性质:

氯化铵为无色晶体或白色颗粒性粉末,是一种强电解质,溶于水电离出铵根离子和氯离子,氨气和氯化氢化合生成氯化铵时会有白烟。无气味。味咸凉而微苦。吸湿性小,但在潮湿的阴雨天气也能吸潮结块。粉状氯化铵极易潮解,合格品尤甚,吸湿点一般在76%左右,当空气中相对湿度大于吸湿点时,氯化铵即产生吸潮现象,容易结块。能升华(实际上是氯化铵的分解和重新生成的过程)而无熔点。

相对密度1.5274,有刺激性,加热至350℃升华,沸点520℃。

氯化铵溶解度:易溶于水,微溶于乙醇,溶于液氨,不溶于丙酮和乙醚。盐酸和氯化钠能降低其在水中的溶解度,其水中溶解度在0℃时为29.4g,10℃为33.2g,20℃为37.2g,30℃为41.4g,40℃为45.8g,50℃为50.4g,60℃为55.3g,70℃为60.2g,80℃为65.6g,90℃为71.2g,100℃为77.3g)。加热至100℃时开始分解,337.8℃时可以完全分解为氨气和氯化氢气体,遇冷后又重新化合生成颗粒极小的氯化铵而呈现为白色浓烟,不易下沉,也极不易再溶解于水。

氯化铵水溶液的pH:因为在水中电离出的铵根离子水解使溶液显酸性,常温下饱和氯化铵溶液PH值一般在5.6左右。25℃时,1%为5.5,3%为5.1,10%为5.0。

真空结晶工作原理: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。

二、氯化铵真空结晶工作原理

氯化铵真空结晶器一般没有加热器或者冷却器,如果要使溶液升温或者预冷都是在不饱和状态下进行。这就避免了在复杂的表面换热器上析出结晶,延长了换热器的使用周期,防止了因结垢降低换热能力等现象。溶液接近饱和后,一定要离开列管装置,这时蒸发、降温立即送到结晶器上部的蒸发室中,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。

氯化铵真空结晶器与氯化铵冷却结晶器的比较:如果结晶器与冷却器联用时,冷却器就成为过饱和发生器,视过饱和度水平的高低,只有结垢相对严重与轻微之分;操作周期相对短一些与长一些之分;可是从根本上避免倒换停车清洗,或者对附设的备用换热器(冷却器)定期切换清洗。换热器设备都是比较庞大而且结构复杂,投资也很高,从这一点上可以明显看出真空结晶器的优越性。此外,当换热器(冷却器)结垢后,热阻加大,传热能力变差,仍然保持原有的换热能力势必拉大温差推动力,这又会造成能耗的额外损失。因此近代的结晶在条件满足的情况下都是尽可能优先考虑选用真空结晶器。

氯化铵真空闪蒸结晶器的特点:

(1)晶核的发生速率小,有利于晶体长大

(2)设备内部不易结疤

(3)单位体积的生产强度大

(4)产品的粒度均匀

(5)设备能耗低

(6)设备整体工艺可控性高

三、氯化铵真空闪蒸结晶工艺流程:

热浓的氯化铵溶液通过进料泵输送至结晶器上部的闪蒸降温室。由于本系统保持较高的真空度,所以由溶液结晶产生的热量和进料浆液带来的热量通过溶剂的瞬间闪蒸使结晶器内浆液温度维持在恒定的出料温度,同时也增大了溶液的过饱和度。此时在液面产生过饱和度并随溶液下降与器底部的晶体接触,晶体随之慢慢长大,过饱和度逐渐消失。消除过饱和度的溶液与部分细晶又进入到循环管道继续参与循环与原料混合蒸发降温,大粒度晶体经过作为产品取出。

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