无水硫酸钠（元明粉）生产过程中影响结晶的主要因素
（熊汇洋 眉山鹏福进出口有限公司）
提起无水硫酸钠的生产,我们会立即想到蒸发,一般认为,蒸发操作是无水硫酸钠生产的核心。其实,设计无水硫酸钠生产工艺流程时,结晶问题是不可忽视的问题。设计时选择的一艺条件和设备结构都要利于结晶才行,选择适当,结晶质量就好,生产就会顺利进行,否则就会影响结晶,进而影响产量和质量,甚至会使生产无法顺利进行。那么,生产中到底有哪些因素影响结晶呢?
1 料液过饱和度的影响
对结晶影响最主要的因素是溶液的过饱和度,如果溶液没有过饱和度,晶核既不能生成,结晶也不能生长。过饱和度大一些对生产有利,因为推动力大,晶核的形成速率和结晶的生长速率都大,但也不是越大越好。如果料液过饱和度太大,晶核形成速率很快上升,使结晶生长速率降低,会出现产品粒度过细,影响产品质量。过饱和度与结晶、操作关系示意如图1 所示
在实际操作中,必须选择适宜的过饱和度,使晶核形成速率等于结晶取出速率,维持结晶生长速率,保证产品粒度。环流速是很重要的
2 料液循流速的影响
在强制循环蒸发器操作中,选择适宜的循,如果循环流速较低,会降低总传热系数。如果过高,就会增大结晶与溶液间相对流速,使溶质分子难以附着在晶体表层上,影响结晶生长,而且泵叶会击碎一部分已经长大了的结晶颗粒。由于较高循环流速使料液始终处于激烈的搅动状态,使处于过饱和态的料液极易产生多余的晶核,使得产品颗粒过细,影响产品质量。
3 排料温度的影响
无水硫酸钠生产中,料液蒸发到一定程度,必须将一部分产品分离出来,一些厂家是在高温排料,一些厂家是在低温排料。我公司生产针对我们的原料特点采用低温排料。不同的排料温度会对产品结晶带来什么样的影响呢?
无水硫酸钠生产所使用的原料中,除了主要的na+ 、so42 -离子外,一般都含有少量的ca2 + 、mg2 + 、和cl -离子,生产时蒸发器内压力、温度等条件保持不变,随着蒸发的进行,结晶的硫酸钠不断取出, 料液中ca2 + 、mg2 + 离子浓度相对增大, 体现在na + 、mg2 + // cl -、so42--h2o 相图上,如开始在a 点,生产一段时间后体系移到b 点见图2, 继续生产,体系逐渐由na2so4 的结晶区移到na2so4 与复盐3na2so4 ·mgso4 的共饱线上,此时无水钠镁矾开始析出,在操作温度不变情况下,体系将沿此共饱线移动,产品质量开始下降。如果温度升高时,na2so4 的结晶区逐渐缩小,而3na2so4 ·mgso4 的结晶区逐渐增大, 体系落在了3na2so4 ·mgso4的结晶区,显然此时已不是我们所需要的产品了见图