冷凍脫硝是指通過冷卻使十水硫酸鈉結(jié)晶的過程,在濕法冶金和化工生產(chǎn)過程中,有很多工況需要去除溶液中的硫酸鈉。冷凍脫硝設(shè)備采用連續(xù)冷凍結(jié)晶裝置,在氫氧化鋰和發(fā)泡劑的生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。
冷凍脫硝設(shè)備原理如下:
1、芒硝過飽和
母液預(yù)冷的溶液通過換熱器不斷冷卻,產(chǎn)生并保持溶液的過飽和狀態(tài),從而產(chǎn)生晶體生長的動(dòng)力。
2、芒硝晶體亞穩(wěn)帶
對于過飽和度過大的硫酸鈉溶液,會(huì)產(chǎn)生大量新的晶核,降低晶體生長的驅(qū)動(dòng)力,無法獲得合格的產(chǎn)品。因此,控制溶液的過飽和度不會(huì)導(dǎo)致大量的自發(fā)成核,更有利于獲得更大顆粒的產(chǎn)品。
3、芒硝制品粒度影響因素
溶液中的結(jié)晶可分為三個(gè)階段:過飽和形成、成核形成和成核生長。為了獲得更大的晶體,必須避免大量的晶核,并且一定數(shù)量的晶核應(yīng)該不斷生長。因此,有五個(gè)因素影響粒度。
(1)溶液組成的影響表明,不同母液具有不同的過飽和極限,不同母液組分的亞穩(wěn)區(qū)寬度也不同。
(2)攪拌強(qiáng)度的影響,適當(dāng)加強(qiáng)攪拌,可以降低溶液的過飽和度,防止其超過飽和極限,從而減少大量析出晶核的可能性。然而,過于強(qiáng)烈的攪拌會(huì)縮小亞穩(wěn)區(qū)并容易產(chǎn)生細(xì)小的晶體。同時(shí),顆粒之間的相互摩擦和沖擊會(huì)使晶體破碎,因此攪拌要適當(dāng)。
(3)一般來說,冷卻速度越快,過飽和度必須迅速增加。生產(chǎn)中,如果冷卻速度快,過飽和度大,容易超過亞穩(wěn)區(qū)極限,析出大量晶核,得不到大晶體。
(4)晶漿固液比對母液過飽和消失的影響需要一定的晶面。固液比高,晶體表面積大,過飽和*消失。這樣既可以使已有的晶體生長,又可以防止過飽和的積累,減少細(xì)晶的產(chǎn)生。因此,應(yīng)保持適當(dāng)?shù)墓桃罕取?/div>
(5)結(jié)晶停留時(shí)間的影響停留時(shí)間是結(jié)晶器內(nèi)的塔板料與單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量的比值。在結(jié)晶器中,結(jié)晶顆粒的停留時(shí)間長,有利于結(jié)晶顆粒的生長。當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)晶漿固液比不變時(shí),結(jié)晶器盤的存量也不變;因此,單位時(shí)間收率小時(shí),停留時(shí)間長,可獲得大顆粒狀晶體。
總之,冷凍脫硝設(shè)備設(shè)計(jì)中如何選擇和組合系統(tǒng)裝置不能從局部合理性考慮,而是從整體系統(tǒng)的角度考慮,從而獲得整個(gè)系統(tǒng)的合理性。