华东 理工大学 化工原理 授课教案 第十二章：其他传质分离方法.pdfVIP

1 结晶 1.1 概述 ①结晶操作类型 ⑴溶液结晶—溶液中析出固态结晶，如海水制盐 ⑵升华结晶—气相中析出结晶，如雪 ⑶熔融结晶—熔融物中析出固态结晶， 如混合二甲苯制对二甲苯 ⑷反应沉淀—液相反应，如Fe2O3磁粉 气相反应，如TiO2钛白粉 ⑴分离高纯度晶体 如单晶硅 ⑵共沸物、热敏性物质的分离，如邻、对硝基苯 ⑶结晶热小，能耗比精馏低 ③对产物要求 ⑴产物纯度高 ⑵适当的粒度、粒度分布窄 ( ) ⑶晶形针形、片状、棒状等 ④晶系 -- 晶格 晶体微观粒子几何排列规则的最小单元 -- 晶系 按晶格结构分类 同一物质，条件不同，可属不同晶系 ①溶解度曲线 状态：饱和溶液C=C* 不饱和溶液CC* 过饱和溶液CC* ( ) 超溶解度曲线 开始析出晶核 第一介稳区，加入晶种才会结晶 过饱和度∆C=C-C* 过饱和度比S=C/C* 相对过饱和度δ=∆C/C* ③形成过饱和状态的方法 ( ) ⑴降低温度 冷却结晶 ( ) ⑵溶液浓缩 蒸发 选用哪种合适，看溶解度曲线形状 真空自蒸发：两者兼有 ①结晶的两个阶段：晶核生成，晶体成长 成核机理： , ∆C ⑴初级均相成核 较大时自发生成，不宜采用 ⑵初级非均相成核，外来物诱导生成，步骤多 ⑶二次成核，已有晶体的破碎 ②结晶速率 dN m 3 ⑴成核速率 r核 K 核∆C 1/m s dt dL ⑵晶体成长速率 r K ∆Cn m/s 长 长 dt r 核 ∝∆Cm−n m2,n=1~2 ∵ ∴ r 长 C ; C Δ 大，有利于成核 Δ 小，有利于晶体成长 -- 结晶热 生成单位质量溶质晶体所放热量 -- 溶解热 单位溶质晶体在溶剂中溶解所吸热量 ( )( ) 易测 无限稀释 - 结晶热≈溶解热 溶质: Fw =mw +(F-W-m)w 1 2 3 w 100% 注： 不一定为 2 Na CO 106 Na CO 10H O为286 如： 2 3分子量 ， 2 3 · 2 w2=106/286=0.371 Fi +Q=WI+m