結(jié)晶過(guò)程及危險(xiǎn)性分析

結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過(guò)程。在化學(xué)工業(yè)中，常遇到的情況是固體物質(zhì)從溶液及熔融物中結(jié)晶出來(lái)，如糖、食鹽、各種鹽類(lèi)、染料及其中間體、肥料及藥品、味精、蛋白質(zhì)的分離與提純等。結(jié)晶是一個(gè)重要的化工單元操作，主要用于以下兩方面。

(1)制備產(chǎn)品與中間產(chǎn)品

許多化工產(chǎn)品常以晶體形態(tài)出現(xiàn)，在生產(chǎn)過(guò)程中都與結(jié)晶過(guò)程有關(guān)。結(jié)晶產(chǎn)品易于包裝、運(yùn)輸、貯存和使用。

(2)獲得高純度的純凈固體物料

工業(yè)生產(chǎn)中，即使原溶液中含有雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)結(jié)晶所得的產(chǎn)品都是能達(dá)到相當(dāng)高的純凈度，故結(jié)晶是獲得純凈固體物質(zhì)的重要方法之一。

工業(yè)結(jié)晶過(guò)程不但要求產(chǎn)品有較高的純度和較大的生產(chǎn)率，而且對(duì)晶形、晶粒大小及粒度范圍(即晶粒大小分布)等也有規(guī)定。顆粒大且粒度均勻的晶體不僅易于過(guò)濾和洗滌，而且貯存時(shí)膠結(jié)現(xiàn)象(即72粒體互相膠粘成塊)大為減少。

結(jié)晶過(guò)程常采用攪拌裝置。攪動(dòng)液體使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動(dòng)，從而使物料混合均勻或促使物理、化學(xué)過(guò)程加速操作。攪拌在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有：

①氣泡在液體中的分散，如空氣分散于發(fā)酵液中，以提供發(fā)酵過(guò)程所需的氧；

②液滴在與其不互溶的液體中的分散，如油分散于水中制成乳濁液；

③固體顆粒在液體中的懸浮，如向樹(shù)脂溶液中加入顏料，以調(diào)制涂料；

④互溶液體的混合，如使溶液稀釋，或?yàn)榧铀倩ト芙M分間的化學(xué)反應(yīng)等。

此外，攪拌還可以強(qiáng)化液體與固體壁面之間的傳熱，并使物料受熱均勻。攪拌的方法有機(jī)械攪拌和氣流攪拌。

攪拌槽內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)，從尺度上分為總體流動(dòng)和湍流脈動(dòng)?？傮w流動(dòng)的流量稱為循環(huán)量，加大循環(huán)量有利于提高宏觀混合的調(diào)勻度。湍流脈動(dòng)的強(qiáng)度與流體離開(kāi)攪拌器時(shí)的速度有關(guān)，加強(qiáng)湍流脈動(dòng)有利于減小分隔尺度與分隔強(qiáng)度。不同的過(guò)程對(duì)這兩種流動(dòng)有不同的要求。液滴、氣泡的分散，需要強(qiáng)烈的湍流脈動(dòng)固體顆粒的均勻懸浮，有賴于總體流動(dòng)。攪拌時(shí)能量在這兩種流動(dòng)上的分配，是攪拌器設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。