结晶过程及危险性分析

结晶过程及危险性分析

结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程。在化学工业中，常遇到的情况是固体物质从溶液及熔融物中结晶出来，如糖、食盐、各种盐类、染料及其中间体、肥料及药品、味精、蛋白质的分离与提纯等。结晶是一个重要的化工单元操作，主要用于以下两方面。

(1)制备产品与中间产品

许多化工产品常以晶体形态出现，在生产过程中都与结晶过程有关。结晶产品易于包装、运输、贮存和使用。

(2)获得高纯度的纯净固体物料

工业生产中，即使原溶液中含有杂质，经过结晶所得的产品都是能达到相当高的纯净度，故结晶是获得纯净固体物质的重要方法之一。

工业结晶过程不但要求产品有较高的纯度和较大的生产率，而且对晶形、晶粒大小及粒度范围(即晶粒大小分布)等也有规定。颗粒大且粒度均匀的晶体不仅易于过滤和洗涤，而且贮存时胶结现象(即72粒体互相胶粘成块)大为减少。

结晶过程常采用搅拌装置。搅动液体使之发生某种方式的循环流动，从而使物料混合均匀或促使物理、化学过程加速操作。搅拌在工业生产中的应用有：

①气泡在液体中的分散，如空气分散于发酵液中，以提供发酵过程所需的氧；

②液滴在与其不互溶的液体中的分散，如油分散于水中制成乳浊液；

③固体颗粒在液体中的悬浮，如向树脂溶液中加入颜料，以调制涂料；

④互溶液体的混合，如使溶液稀释，或为加速互溶组分间的化学反应等。

此外，搅拌还可以强化液体与固体壁面之间的传热，并使物料受热均匀。搅拌的方法有机械搅拌和气流搅拌。

搅拌槽内液体的运动，从尺度上分为总体流动和湍流脉动。总体流动的流量称为循环量，加大循环量有利于提高宏观混合的调匀度。湍流脉动的强度与流体离开搅拌器时的速度有关，加强湍流脉动有利于减小分隔尺度与分隔强度。不同的过程对这两种流动有不同的要求。液滴、气泡的分散，需要强烈的湍流脉动固体颗粒的均匀悬浮，有赖于总体流动。搅拌时能量在这两种流动上的分配，是搅拌器设计中的重要问题。