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。
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