真空制盐粒度影响因素及控制方法
- 格式:pdf
- 大小:276.26 KB
- 文档页数:2
- — —
影 响 结 晶 的 最 主 要 的 因素 是 溶 液 的 过 饱 和度 。对 一定 的 结 晶 设 备而言过饱和度愈大则产量愈大 , 但若过饱和度过大 , 超 越 介 稳 区极限会导致晶核的生成 量过 多, 产 品粒 度过小 。有效 的控制 结 晶器内的过饱和度是实现晶体粒度控制的关 键。结晶器内的过饱 和 度取 决 于 过 饱 和 度 的 产 生 速 率 与 消 耗 速 率 的平 衡 。 在蒸 发 结 晶 过 程中 , 过饱和度 的产 生速率取 决于设备 的蒸发 强度 。蒸发强 度 愈大 , 其产生过饱和度 的速度愈快 , 越易形成过高 的过饱 和度 。而 过 饱和度 的消除主要依 赖于 晶体 的 自发成核和 晶体 的成长过 程。 如果在 结晶器内 , 具有足够 的晶体表面和较快 的成长速率 , 由于蒸 发所 产 生 的 过饱 和 度 , 能 全 部 成 长 在 晶体 表 面 上 , 以消 除 由 于 蒸 发 所 产生的溶 液的过饱 和度 , 从而 不会产生 大量 的晶核 。如果溶 液 中晶体表 面不足 , 晶体 的生长不 足以消除 由于蒸发所产生 的过饱 和度 , 使 得 溶 液 的过 饱 和 度 过 高 , 而处 于不稳定 区域 , 溶 液 的过 饱 和 度 将 以 自发 成 核 过 程 来 消 耗 过 饱 和 度 , 从 而 形 成 大 量 的 细 小 颗 粒 。 因此 控 制 消耗 速 率 与 产生 速率 将 成 为真 空 制 盐 过 程 控 制 粒 度 的 关键 所 在 。但 过 高 的蒸 发强 度是 造成 颗粒 尺寸 过 小 的一 个 重 要 因素。
在 过 饱 和 溶 液 中 已有 晶 核 形 成 或 加 入 晶种 后 , 以 饱 和 度 为 推 动力 , 晶核 或晶种 将长 大 , 这种 现象称 为 晶体 生长 。按 照扩 散学 说, 晶体的生长过程 为 : 待结晶 的溶质借扩散穿过靠近晶体 表面 的 个静止液层 , 从溶 质中转移 到晶体的表面; 到达晶体表面的溶质 长人晶面 , 使 晶体继 续增大 , 同时放 出结 晶热 ; 放 出来的结 晶热借 传导 回到溶液 中。因此溶液的过饱和度为其整个晶体 成长的传质 推动力 , 而直接 影响晶体 的成 长速率 。通 常结 晶成 长速率 与溶液
遥
3 真 空 制 盐 影 响 晶体 粒 度 的 因 素 3 . 1料 液过 饱 和度
图 l 溶 液 溶 解 度 与 过 饱 和 度 曲线 图
溶解度 曲线 和过溶解度 曲线将浓 度一温度 图分 割为稳定 区、 介 稳 区和 不 稳 定 区 三个 区域 。 在 稳定 区 内 , 溶液未达到饱 和 , 因 而 没 有 结 晶 的 可 能 。 在介 稳 区 内 , 不 会 自发 的产 生 晶核 , 但 若 加 入 晶 种, 这 些 晶 种 就 会 长 大 。在 不 稳 定 区 域 内 , 溶 液 能 自发 的 产 生 晶 核, 越 深入不稳定区 , 自发 产 生 的 晶核 也 多 。 因 此在 工业 结 晶过 程 中, 控 制 溶 液 的 过 饱 和 度 是 控 制 结 晶过 程 的关 键 参 数 。 个特定 的物系只有 一根 明确 的溶解 度 曲线, 但过 饱 和度 曲 线的位置却受很 多因素 的影 响。例如有无搅拌 、 搅拌 的强 弱、 有无 晶种 等 。工 业 结 晶过 程 只 有 尽 量 控 制 在 介 稳 区 内 , 才 能 避 免 自发 成核 , 得 到平均粒度大的结晶产品 。 在结 晶过程 中主要发 生的过程 为 晶体 的成核 和成 长 , 其 发生 的速率分别称为成核速率 和成 长速 率。 晶 核 是 晶体 进 而 生 长 的 核 心 , 晶核 的来 源主 要有 三种 形 式 。 其一是人为 的加入 晶体 , 称 为 晶种 的添加 。第 二种 晶核 的来 源是 从 过饱和溶液 中形成 晶核 , 对 这种成核过程我们称之为初级成 核。 初级 成核的形成都是从较高 的过饱和溶液 中新生成 的微小 晶体粒
4 6 2 4 0 0 )
1前 言
随着国 民经济的发展 和人 民生 活水平 的提高 , 用户 对盐产 品 的 质 量 也 提 出 了更 高 的要 求 。如 何 生 产 出粒 度 较 大 或 粒 径 较 为 均 匀的盐产 品 , 正 成为推动 国内各真空 制盐厂新一 轮技术进 步的发 展动力 。为此 , 笔者从结 晶过程 的机理 角度对影 响粒度 的 因素进 行分析 , 同时, 结合生产实 际情况 , 就真空 制盐 中如何增 大盐 的粒 度作 一些初步的探讨 。
一
过饱和度的关系可表示为 :
G= - KgACg
从成核速率和成长速 率两个模 型可以看 出 , 无论 是晶核 的形 成还是 晶体 的成长都必须有过饱和度作推动力 。而且 过饱 和度越 大, 晶核的形成 和晶体的成长速 率都越 大 。因此要 使产品保 持一 定的粒度和分布 , 则 必须控制适 当的过饱和度 , 从 而避 免过 多的 晶 核形成 , 维持 晶体 的成一种 突发 过程 , 过程很难控制 。第三种是晶核来 源于 已存在 的晶体 。由于不 同的原 因使 晶体破碎而形成的细小晶体作 为 晶体 成长的核心 , 我 们 称 之 为 二 次 成核 。二 次 成 核 过 程 比较 复 杂 , 影 响 因素很多 , 主要 包括晶体本 身的性质 和外界操 作条件 。影 响晶体 二次成 核速率主要 的操作条件 为系统 中的搅拌 强度 、 悬 浮液 中的 晶体含量 ( 悬 浮 密度 ) 和 溶 液 的 过 饱 和 度 。因 此 二 次成 核 速 率 与 这 些 因素 的关系常常 以指数形式关联 , 并 表示 为 : B :g N V C  ̄T j ( △ C ) n 式中 i 、 i 、 n为 经 验 动 力 学 参 数 , 可 用 实 验 数 据 的 回 归 分 析 确
定。
溶 液 结 晶 是 溶 质 从 溶 液 中析 出形 成 晶体 的过 程 。在 结 晶 过 程 中, 溶 液 的过 饱 和度 是结 晶过 程 的 主要 推 动 力 , 它 决 定 着 结 晶 过 程 所 发生 的不 同过程及 其不 同过 程的速率 , 因而直 接影响到产 品的 粒 度 与 粒 度 分 布 。根 据 大 量 实 验 研 究 证 实 , 溶 液 的 过 饱 和 度 与 结 晶的关系可用图 l 表示 。
如果溶液中晶体表面不足晶体的生长不足以消除由于蒸发所产生的过饱和度使得溶液的过饱和度过高而处于不稳定区域溶液的过饱和度将以自发成核过程来消耗过饱和度从而形成大量的细小颗粒
真 空 制 盐 粒 度 影 响 因 素及 控 制 方 法
袁瑞 同 ( 湖北工业大学
【 摘 要】 本文针 对真 空制 盐 生产过 程 , 从 结 晶机 理 角度 分 析 了各 因素 对产 品粒 度的 影响 , 浅述 生产 中如何 从 工艺 、 设备 和 操作 上采取措 施 控 制 盐产品 粒度 。 【 关键 词】 真空 制 盐; 粒度 成 因; 控 制