結(jié)晶設備行業(yè)的技術(shù)發(fā)展以及應用
結(jié)晶是化工分離單元中一個基本的工藝過程，結(jié)晶過程具有可以分離出高純或超純的晶體、能耗較低且操作安全等優(yōu)點，隨著人們對結(jié)晶技術(shù)的研究，結(jié)晶過程也越來越多地與其它工藝過程相結(jié)合，由此出現(xiàn)了結(jié)晶藕合技術(shù)，它可以解決簡單單元操作—精餾、萃取、吸附等不能解決的問題，在分離新產(chǎn)品的過程中有著非常重要的作用。
1、超臨界流體結(jié)晶技術(shù)：超臨界流體(SCF)是指物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力以上時的特殊狀態(tài)，是一種非凝聚性的高密度流體，具有獨特的物理化學性質(zhì)。利用SCF結(jié)晶可以得到粒度分布均勻且純度高的晶體，可用于制備特殊材料和結(jié)晶分離熱敏性物質(zhì)等。SCF結(jié)晶技術(shù)作為一種嶄新的結(jié)晶分離技術(shù)，根據(jù)分離方法的不同，可分為超臨界溶液快速膨脹結(jié)晶法(RESS) ,超臨界流體抗溶劑結(jié)晶法(SAS)以及超臨界流體梯度結(jié)晶分離法等。
2、鼓泡結(jié)晶技術(shù)：基于精餾塔分離一硝基甲苯過程中存在塔的高度大、填料造價高、分離能力受塔的直徑制約、維修難度大、能源消耗多、工藝操作要求嚴格等問題，遼寧北方錦化聚氨醋有限公司的王志偉「l4]對現(xiàn)有技術(shù)進行改造并提出了鼓泡結(jié)晶技術(shù)。鼓泡結(jié)晶技術(shù)集中體現(xiàn)在鼓泡結(jié)晶器這臺設備上，該設備的結(jié)構(gòu)分三個部分，第一部分即是設備的上部，為集氣分配 腔，第二部分為氣體收集排除腔，第三部分為鼓泡結(jié)晶工作部分。
鼓泡結(jié)晶技術(shù)的優(yōu)點主要包括三方面：
1）鼓泡結(jié)晶器是在氣體鼓泡作用的同時完成結(jié)晶過程的，增強了傳質(zhì)、傳熱的效果，加速結(jié)晶過程，縮短結(jié)晶作業(yè)周期。
2）用折流桿代替折流板，液體在流動過程中基本上沒有層流現(xiàn)象，這樣既增強了傳熱，又減少流體污垢在換熱管表面沉積，增強換熱管 傳熱效果，液體經(jīng)過每層折流桿都是一樣，使得結(jié)晶器的換熱面積得以大限度地發(fā)揮作用。
3）冷卻水采用等阻力降分配，鼓泡結(jié)晶器的冷卻水進口和出口均采用了等阻力降分配的原理，使得冷卻水在列管周圍均勻分布，有效地提高了換熱面積的利用率。
3、誘導結(jié)晶沉淀技術(shù)：誘導結(jié)晶沉淀技術(shù)是指在沉淀反應體系中加入有誘導作用的固體雜質(zhì)以促使沉淀結(jié)晶、沉降迅速進行，加入的固相物質(zhì)稱為誘晶材料。誘導沉淀結(jié)晶技術(shù)的主要方式有流化床結(jié)晶誘垢載體沉積式除垢和結(jié)晶沉淀一膜濾技術(shù)。其中，流化床結(jié)晶技術(shù)主要使用三種結(jié)晶器，分別為流化床結(jié)晶器(CFBC)、粒丸反應器(Pellet reactor)、流化床反應器(FBI，技術(shù)核心是在反應器底部填充適當?shù)牧钫T晶材料(通常為0.3 }-1.0~的砂粒)，用泵將水或廢水通入反應器底部并使誘晶材料處于流化態(tài)，加入化學試劑使目標組分在誘晶材料上沉淀結(jié)晶，隨著沉淀結(jié)晶、誘晶材料不斷增長、變重，逐漸沉降到反應器底部，定期放出一定大顆粒的誘晶材料，其含水率低，無需脫水或干化處理。誘垢載體沉積式除垢技術(shù)已用于防止地熱水系統(tǒng)的CaCO}結(jié)垢，其特征是在容器內(nèi)部放置一些條狀物質(zhì)作為誘晶材料，當有結(jié)垢趨勢的地熱水流經(jīng)該裝置時，其中含有的成垢物質(zhì)大部分會沉積在誘垢載體材料上，出水不再結(jié)垢或只有少許結(jié)垢。結(jié)晶沉淀一膜濾技術(shù)使用0.1 }-50 N.,m的誘晶材料，通過攪拌混合物料使目標物沉淀結(jié)晶，然后通過孔徑為30 nm^-25 },m的膜濾裝置實現(xiàn)固液分離，誘晶材料為膨潤土、石英砂、硅酸鹽、硅藻等。
4、離解萃取結(jié)晶技術(shù)：離解萃取結(jié)晶技術(shù)是一種新型的適用于分離物性相近的組分特別是有機物同分異構(gòu)體與熱敏物料的有效方法，它是一種雙相分離技術(shù)，根據(jù)混合物組分間分配系數(shù)與離解常數(shù)的不同，可應用于有機酸或堿的分離。一個單級的離解萃取過程中的平衡混合物體系包括待分離組分的有機相與溶劑，其中溶劑是由水和與水不相溶的液體形成的混合溶劑，水相中含有一定量的中和試劑，恰好可以中和有機相中的強組分。待分離的有機組分按其分配系數(shù)的不 同，在有機相和水相之間進行分配，水相中的中和試劑按照待分離組分離解常數(shù)的不同而優(yōu)先與強組分反應，生成不溶于有機相的鹽后保存于水相，則水相中富含強組分生成的鹽，有機相中富含弱酸C}彭，這樣就可以將待分離的離解常數(shù)與分配系數(shù)不同的組分加以分離。
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