重铬酸钠的结晶

第十二章第十二章 重铬酸钠的结晶重铬酸钠的结晶 第一节 重铬酸钠结晶过程的物理化学原理 重铬酸钠产品一般为 2 水物结晶 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O Na 2 Cr 2 O 7 H 2 O 系统见图 12 1 所示 重铬酸钠结晶液含 Na 2 Cr 2 O 7 约 77 溶液在常压下 沸点为 132 重铬酸钠的溶解度数据列于表 12 1 表 12 1 重铬酸钠的溶解度 温度 Na2Cr2O7 w 固 相 温度 Na2Cr2O7 w 固 相 10 20 25 40 61 6 62 8 64 2 65 1 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 60 80 83 100 71 8 78 7 80 6 81 1 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 2H2O Na2Cr2O7 2H2O 图 12 1 Na 2 Cr 2 O 7 H 2 O 系统图 从 Na 2 Cr 2 O 7 H 2 O 系统图知 Na 2 Cr 2 O 7 H 2 O 系统可以分成以下 几个结晶区域 1 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 溶液 区域 浓度范围 Na 2 Cr 2 O 7 61 5 87 9 温度范围 48 2 84 6 2 水重铬酸钠的结晶 其结晶过程在此区域内进行 例如 将含 Na 2 Cr 2 O 7 74 0 的热溶液冷却 当温度下降至 63 时 与饱和曲线相交 系统进入 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 结晶区域 开始析出 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 结晶 随着温度的 降低 结晶析出越多 液相平衡浓度随着下降 当温度下降至 30 时 它的平 衡浓度为 64 5 此时系统的组分为 固相量 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 74 0 64 5 87 9 61 5 298 262 100 40 9 液相量 64 5 Na 2 Cr 2 O 7溶液 100 40 9 59 1 结晶率可由下式算出 结晶率 40 9 40 9 59 1 298 262 64 5 100 100 48 5 若温度继续下降至 10 此时平衡浓度为 61 6 固相 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 量为 53 4 结晶率为 60 7 当温度继续进一步下降至 48 2 时 达到溶 液的低熔点 低于此温度则系统进入结晶区域 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 冰 此时 液相全部消失 系统由固相 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 及冰组成 在低熔点 48 2 时 液相的平衡浓度含 Na 2 Cr 2 O 7 约 61 5 用此浓度 的溶液作为液体产品 可避免冬季冻结 2 Na 2 Cr 2 O 7 溶液 区域 浓度范围 80 7 100 温度范围 84 6 132 在此结晶区域内获得 Na 2 Cr 2 O 7结晶 当温度下降至 84 6 时 出现下列两种情况 Na 2 Cr 2 O 7含量低于 87 9 时 系统进入结晶区域 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 溶液 含量高于 87 9 时 系统进入结晶区域 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O Na 2 Cr 2 O 7 此时液相消失 3 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O Na 2 Cr 2 O 7 区域 浓度范围 Na 2 Cr 2 O 7 87 9 100 温度范围 50 84 6 在此区域内液相消失 系统内全部为固相 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 及 Na 2 Cr 2 O 7 例如 将含 Na 2 Cr 2 O 7 92 的溶液冷却至 84 6 以下时 得下列组分的 熔体 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 100 92 298 36 66 2 Na 2 Cr 2 O 7 100 66 2 33 8 4 冰 溶液 区域 浓度范围 Na 2 Cr 2 O 7 0 61 5 温度范围 0 48 2 在此区域内冷却溶液 得到的固相为冰 不能获得重铬酸钠晶体 例如 将 Na 2 Cr 2 O 7 含量为 50 的溶液冷却至 20 时 开始析出冰 继续降低温度 冰量增多 溶液浓度逐渐增浓 如温度下降至 30 溶液浓度为 55 时 系统 组分为 固相量 冰 55 50 55 100 9 1 液相量 55 Na 2 Cr 2 O 7 溶液 100 9 1 90 9 若温度进一步下降至 48 2 到达溶液的低熔点 低于此温度 系统进入 结晶区域 冰 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 此时液相消失 系统全部结晶成冰及 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 第二节 重铬酸钠结晶及脱水工艺过程 重铬酸钠结晶及脱水工艺流程见图 12 2 所示 冷却含 Na 2 Cr 2 O 7 约 77 的重铬酸钠溶液 可获得 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 结晶 若用此浓度的浓溶液直接结晶 则形成固液比较高的黏稠悬浮液 为 制取品质优良的晶体 应加水将结晶液的浓度调整至含 Na 2 Cr 2 O 7 74 也可 加入母液调整固液比 加入母液的体积约为结晶液的 20 25 此时结晶液组 分大致为 密度 1 91g cm 3 约 69 B Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 约 1600g L 或 Na 2 Cr 2 O 7约 74 当热溶液冷却至 65 左右 开始析出 2 水物结晶 结晶过程释出热量 使 温度下降速度变慢 形成一段恒温段 至大量结晶形成后 放热量减少 温度 继续下降 结晶过程至温度低于 40 时结束 结晶率为 40 45 工业结晶过 程温度下降速度如图 12 3 所示 图 12 2 结晶工艺流程图 1 结晶器 2 除沫器 3 集液器 4 离心机 5 母液地下槽 6 扬液器 7 母 液槽 图 12 3 结晶器结晶温度下降速度 用母液作为结晶稀释剂 可使结晶悬浮液具有良好流动性 母液为重铬酸 钠的饱和溶液 加入母液对结晶率不产生影响 过剩的母液返回用于中和铬酸 钠碱性液 或排出系统作为液体产品 如用于制重铬酸钾 铬酸酐或碱式硫酸 铬等 母液组分如下所示 密度 1 75 1 77g cm 3 62 63 B Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 1200 1300g L NaCl 约 12g L 由于重铬酸钠溶液的酸化率高于 100 晶体的酸化率往往低于 100 而使 母液的酸化率增高 各级溶液酸化率变化情况大致为 酸化液 100 102 澄清 液 101 103 结晶液 103 104 结晶 99 100 母液 105 106 结晶经离心分离后 可获得含 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 98 以上的成品 结晶脱除母液后 若用少量清水淋洗可进一步降低成品中杂质的含量 湿结晶若需干燥 可采用沸腾干燥器 在沸腾干燥过程中 由于干燥在极 短时间内完成 因此可提高干燥温度而不致失水 为防止产品在储运时发生潮 解及结块 干燥产品允许脱去适量结晶水 第三节 影响重铬酸钠结晶质量的因素 重铬酸钠晶体产品除含量及杂质含量应符合标准外 并要求具有良好的外 观及物理性能 如晶体颗粒应粗大均匀 色泽鲜艳稳定 不易吸湿结块等 现 将有关因素叙述于下 一 结晶颗粒形状 重铬酸钠晶体颗粒形状与结晶液浓度 冷却速度 搅拌速度及结晶液纯度 等因素有关 溶液浓度过高 迅速冷却和剧烈搅拌促使大量晶核形成 只有在 晶核数量不多时 才可促使大晶体的形成 晶体缓慢成长可得到晶面发展良好 且具有完整晶形的晶体 晶核的形成往往受到多种因素的影响 表 12 2 结晶液浓度对重铬酸钠产品质量的影响 结晶液浓度 NaCr2O7 2H2O w 产品质量 87 88 83 84 初检合格率 一级品率 优级品率 92 2 61 1 100 23 3 76 7 结晶溶液的 Na 2 Cr 2 O 7 浓度不宜高于 74 若溶液浓度过大 在冷却时 易形成大量晶核 使晶面发展不完整 而生成针状结晶 结晶时为了降低溶液的过饱和度 应将溶液稀释至含 Na 2 Cr 2 O 7 2H2 O1700g L 以下 可获得颗粒较大的晶体 结晶的纯度较高 并有利于脱除母液 工 厂数据表明 结晶浓度对重铬酸钠产品质量产生显著影响 见表 12 2 所示 冷却速度对结晶形状产生一定影响 快速冷却形成大量晶核 易产生晶粒 不均一的微粒结晶 为获得大颗粒结晶 间歇操作的结晶器应控制结晶时间为 12 24h 晶体形状除与上述因素有关外 尚受溶液纯度的影响 由于晶体成长是盐 类质点在晶面上的吸附作用所致 当晶面吸附杂质后会阻碍晶体长大 而易形 成不均匀的细粒破碎晶体 结晶液中的铁 铝 铬的三价金属离子及硅可产生 这种阻碍作用 二 结晶中的硫酸盐含量 重铬酸钠结晶中的硫酸盐含量由结晶液的酸化率 操作方式 浓度 澄清 温度以及溶液纯度等因素决定 一 酸化率 结晶液的酸化率对晶体含量及硫酸盐量产生较大影响 当用硫酸法生产时 酸化率不宜低于 100 以避免结晶液中存在铬酸钠 铬酸钠在结晶过程中能形 成 Na 2 CrO 4 6H 2 O 晶体 它的含铬量较低 仅为 Na 2 Cr 2 O 7 2H2 O 的 55 2 而使产品含量降低 此外 Na 2 CrO 4 与 Na 2 SO 4 可生成混合晶 使晶体中 硫酸盐含量增高 图 12 4 Na 2 Cr 2 O 7 饱和溶液中 Na 2 SO 4 的溶解度 在酸化率低于 100 的结晶液中补加酸性较高的母液 虽然也可将酸化率调 整至 100 以上 但往往难以获得良好效果 这是由于酸化率较低的溶液黏度明 显增高 而使硫酸钠分离造成困难 例如 在 75 时 40 Na 2 Cr 2 O 7 2H2 O 溶液黏度为 0 83mPa s 而在相同温度下同浓度的 Na 2 CrO 4 溶液的黏度增高至 1 88mPa s 有时当结晶液中三价金属离子及硅含量增高时 可生成类似胶体 的悬浮物 而使产品中的硫酸盐含量明显增高 二 结晶液浓度及澄清温度 将重铬酸钠及硫酸钠的混合溶液蒸发至共饱点时 溶液中的硫酸钠几乎可 完全呈固相析出 一般情况下硫酸钠晶体在重铬酸钠溶液中的沉降速度可达到 1m h 左右 但若溶液酸化率过低 浓度过浓或温度过低而使溶液黏度增高时 硫酸钠的沉降速度变慢 使分离发生困难 因此 二次酸性蒸发溶液的密度不 宜高于 1 99g cm 3 72 B 此外 真空蒸发使溶液沸点下降也使黏度增高 为加速硫酸钠晶体的沉降 应将溶液在常压下升温至 110 左右 然后再进行 澄清分离 才能取得较好的分离效果 增高重铬酸钠溶液的温度 由于降低了溶液的黏度有利于硫酸钠的沉降分 离 但硫酸钠在重铬酸钠溶液中的溶解度却随温度的升高而增大 不利于硫酸钠 的分离 从图 12 4Na 2 SO 4 在 Na 2 Cr 2 O 7 饱和溶液中的溶解度可知 Na 2 SO 4 在 Na 2 Cr 2 O 7 饱和溶液中的溶解度在较低温度下随温度升高而下降 至 50 左右达最低值 其值为 55g 1000g 游离水 若进一步升高温度则溶解度反而增大 温度在 100 时溶解度约为 80g 1000g 游离水 特别是在 100 以上 硫酸钠溶 解度升高的趋势骤增 至 120 时溶解度大致为 135g 1000g 游离水 从上述原 因出发 在分离硫酸钠时重铬酸钠溶液的温度并不是越高越好 而是具有一个 比较适宜的温度范围 工业生产控制分离硫酸钠的澄清温度为 110 表 12 3 溶液中含硅量对重铬酸钠产品质量的影响 产品含硅量 SiO2g kgNa2Cr2O7 2H2O 产品含量 Na2Cr2O7 2H2O w 硫酸盐 SO4 0 23 1 06 98 4 97 8 0 25 0 40以上 三 结晶液的纯度 结晶液中存在铁 铝 铬等三价金属离子或硅胶等胶状物时 可影响晶体 的成长 此时往往形成微粒晶体 此外 由于胶状物的存在 使溶液黏度增大 而阻碍硫酸钠的沉降 使产品硫酸盐含量明显增高 溶液中含硅量对产品质量 的影响见表 12 3 所示 四 硫酸盐在各操作点的排出量 为防止硫酸钠进入成品 应控制大部分硫酸钠在生产系统前段的低浓度溶 液中析出 当采用中性蒸发流程时 硫酸钠在各操作点的排出量除与浓度有关外 尚 与操作方式有关 洗液返回酸化的中性蒸发 酸化工艺流程可由图 12 5 表示 中性蒸发 酸化工艺时硫酸钠在各操作点的排出比例大致为 酸化反应 55 60 一次酸性蒸发 36 38 二次酸性蒸发 2 4 当不用中性蒸发工艺 酸化液采用强制循环蒸发 连续脱硝工艺时 95 以 上的硫酸钠可从 60 B 蒸发液中脱除 三 结晶中氯化物含量 系统中氯化物主要由纯碱带入 为制取优质产品必须采用氯化物含量较低 的纯碱原料 在生产过程中氯化物可通过下列途径排出系统 一 焙烧过程脱除氯离子 铬铁矿的氧化焙烧过程中 部分氯化钠可发生分解作用 化学反应式为 2Fe CrO 2 2 8NaCl 5 5O 2 4Na2CrO4 Fe2O3 4Cl 2 这种分解作用是不完全的 发生分解的氯化钠量极为有限 二 酸化过程脱除氯离子 铬酸钠溶液酸化过程中 部分氯化钠可生成氯化铬酰 氯气及氯化氢气体 化学反应式分别为 Na 2 Cr 2 O 7 4NaCl 3H 2 SO 4 2CrO 2 Cl 2 3Na 2 SO 4 3H 2 O 2NaCl H 2 SO 4 Na 2 SO 4 2HCl Na 2 Cr 2 O 7 14HCl 2CrCl 3 2NaCl 7H 2 O 3Cl 2 上述反应只有在反应介质中存在大量游离酸的条件下 反应才较明显 当 酸化液中游离酸量减少时 反应趋向缓和 三 蒸发过程脱除氯离子 当系统中氯化物量积累过多 在蒸发过程中氯化钠可形成晶体 随同硫酸 钠一起排出 从图 12 6Na 2 Cl 2 Na 2 Cr 2 O 7 系统溶解度图知 氯化钠的溶解 度随着重铬酸钠溶液浓度的增高而下降 至共饱点时 氯化钠的溶解度急剧下 降 因此部分氯化钠可在蒸发过程中除去 显然这种借溶解度特性分离氯化钠 的作用 只有当系统中的氯化钠量达到饱和时才可发生 NaCl 在 Na 2 Cr 2 O 7饱和溶液中的溶解度不仅与溶液浓度有关 且受温度 的影响 NaCl 在 Na 2 Cr 2 O 7饱和溶液中的溶解度如图 12 7 所示 图 12 6 Na 2 Cl 2 Na 2 Cr 2 O 7系统溶解度图 图 12 7 Na 2 Cr 2 O 7饱和溶液中的 NaCl 溶解度 从图 12 7 可知 升高温度 NaCl 在 Na 2 Cr 2 O 7饱和溶液中的溶解度随着 下降 至 50 左右时达到最低值 溶解度为 50g 1000g 游离水 进一步升高温 度 溶解度随着升高 超过 80 时溶解度的上升速度急剧增大 至 100 时溶 解度增加至约 80g 1000g 游离水 实际上在一般情况下 系统中氯化钠含量不 致达到饱和状态 因此升高溶液温度对重铬酸钠产品含氯量不发生明显影响 Na 2 Cr 2 O 7 Na 2 SO 4 NaCl H 2 O 系统见表 12 4 所示 表 12 4 Na 2 Cr 2 O 7 Na 2 SO 4 NaCl H 2 O 系统 溶液组分 w 温度 Na2Cr2O7 Na2SO4 NaCl 固 相 20 62 50 64 26 62 22 0 273 0 253 1 670 1 650 Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 NaCl 40 66 71 67 75 66 42 0 190 0 182 1 225 1 228 Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 NaCl 75 74 77 75 73 74 68 0 141 0 141 0 752 0 754 Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 NaCl 95 79 00 80 03 79 10 0 188 0 183 0 711 0 705 Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 NaCl 125 81 77 77 52 80 94 81 83 81 09 0 312 0 295 0 312 1 094 0 887 0 894 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O NaCl Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 Na2Cr2O7 2H2O Na2SO4 NaCl 四 结晶脱水脱除氯离子 NaCl 大部分积累在母液中 重铬酸钠晶体充分脱除母液 并将母液排出 系统制造其他铬盐产品 不使氯化物在生产系统中过度积累 可有效的降低产 品含氯量 生产系统中氯化钠含量变化情况见表 12 5 所示 表 12 5 生产系统中氯化钠含量变化情况 浓度 g L w 料 液相对密度 Na2Cr2O7 NaCl Na2Cr2O7NaCl NaCl g 1000gH2O NaCl g 1000g Na2Cr2O7 浓中性液 酸化液 酸性蒸发液 母液 1 40 1 37 2 00 1 77 500 516 1636 1237 4 28 3 96 5 28 12 52 81 8 61 8 0 26 0 71 14 8 18 9 8 56 7 68 3 23 10 15 四 结晶色泽 2 水重铬酸钠是鲜艳的橙红色晶体 它的色泽随酸度的增高而变深 当游 离酸量增高时 因部分 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 转变成 Na 2 Cr 3 O 10 H 2 O 而使 晶体呈红褐色 此外晶体中含铁及三价铬离子时 可使结晶色泽变成黑褐色 特别是三价铬 它对结晶色泽影响更大 即使少量三价铬也可使晶体色泽变差 系统中铁及三价铬离子主要来自以下几方面 一 游离酸对设备的腐蚀 铬酸钠及重铬酸钠为缓蚀剂 它们对金属不具腐蚀性 但当溶液含游离酸 时 对金属就产生腐蚀作用 它的腐蚀性随酸度的增强而加剧 三价铬及铁离 子的主要来源是游离酸对设备的腐蚀所致 这种作用的化学反应式为 Fe H 2 SO 4 FeSO 4 H 2 Na 2 Cr 2 O 7 6FeSO 4 7H 2 SO 4 Cr 2 SO 4 3 3Fe 2 SO 4 3 Na 2 SO 4 7H 2 O 二 氯离子的还原作用 当氯离子浓度较高时 在酸性介质中对六价铬可产生还原作用 化学反应 式为 Na 2 Cr 2 O 7 12NaCl 7H 2 SO 4 2CrCl 3 7Na 2 SO 4 7H 2 O 3Cl 2 这种还原反应只有当存在大量游离酸时才能发生 重铬酸钠母液的酸度较 高 并积累了大量氯离子 而使腐蚀性增强 三 有机杂质及还原性物质的作用 生产系统中若进入有机杂质或其他还原物 在酸性介质中可产生还原作用 而生成三价铬 例如 当硫酸中含有少量亚硫酸时 它可产生下列反应 Na 2 Cr 2 O 7 3H 2 SO 3 H 2 SO 4 Cr 2 SO 4 3 Na 2 SO 4 4H 2 O 四 铬酸钠碱性溶液中含有亚铬酸盐 铬铁矿在焙烧过程中不可避免会形成少量亚铬酸盐 而使铬酸钠溶液带有 三价铬 但它在中和去铝时可随着氢氧化铝一起除去 仅极有限量的三价铬留 在中性液中 五 水不溶物 重铬钠晶体中的水不溶物主要由以下物质组成 铬酸钠中性液中的硅铝酸 盐 由可溶性钙转变成的硫酸钙 衬铅设备因腐蚀形成的硫酸铅和铬酸铅以及 其他机械杂质等 六 结晶的吸湿性及结块性 结晶的吸湿性由其湿度常数所定 重铬酸钠及铬酸酐的湿度常数如表 12 6 所示 表 12 6 六价铬盐的湿度常数 固 相 温度 湿度 水蒸气压力 kPa mmHg Na2Cr2O7 2H2O CrO3 K2CrO4 20 20 20 52 35 88 1 2 9 03 0 81 6 08 2 04 15 3 从表 12 6 知 铬酸酐的吸湿性大于重铬酸钠的吸湿性 而铬酸盐的吸湿小 于重铬酸钠的吸湿性 即重铬酸钠晶体的酸度越高越易吸潮 降低酸度可以减小 吸湿性 盐类的吸湿性并受相对湿度的影响 如上海地区夏季的相对湿度为 83 冬季为 76 即晶体的吸湿性夏季比冬季大 由于重铬酸钠的吸湿性较大 若 长期暴露于空气中可不断吸收水分 至全部溶解成饱和溶液为止 重铬酸钠晶体的结块性与其吸湿性是直接相关的 它的结块是由于晶体表 面吸附了水分构成饱和溶液 以后当温度下降时析出新晶粒 这些晶粒能将原 有晶体颗粒黏结在一起 而造成晶体的结块 因重铬酸钠的溶解度随酸度的增 高而增大 即晶体表面吸附水分所构成饱和溶液的浓度随酸度增高而变浓 因 此重铬酸钠晶体的结块性随着酸度的增高而变大 即降低晶体的酸度可改善产 品的结块性 第四节 结晶装置和干燥装置 结晶装置 强制循环连续真空结晶器见图 12 8 重铬酸钠的结晶设备一般采用真空操作 采用夹套水冷的搪玻璃反应锅 装置简单 间歇操作 但生产能力较低 采用强制循环连续真空结晶 由于料液喂入结晶器后立即与大量循环母液 混合 降低了过饱和度 可获得晶粒尺寸一致的粗粒晶体 且避免了结晶器的 结壁 能实现连续操作 适用于大型生产 强制循环连续真空结晶器的主要工艺参数 分离室直径 1m 高度 1 85m 循 环管直径 0 21m 料液浓度 1490 1640g L 以 Na2Cr 2 O 7 2H 2 O 计 温度 85 95 真空度 93 3 96 0kPa 700 720mmHg 循环母液温度 48 52 时 图 12 8 强制循环连续真空结晶器 1 喷洒器 2 汽液分离器 3 分离室 4 中心管 5 结晶器 6 料浆管 7 排 料离心泵 8 循环泵 9 间壁冷凝器 10 三级蒸汽喷射泵 11 水封 12 加料罐 循环母液温度 35 40 时 98 0 98 6kPa 735 740mmHg 生产能力 料液 6m 3 h 晶体 1 1 5t h 晶粒尺寸 0 6 0 74mm 二 干燥装置 重铬酸钠干燥装置可用沸腾干燥器 产品在干燥器内停留时间极短 不易 失水 仍可保持结晶的良好外观 沸腾干燥器结构见图 12 9 所示 沸腾床由进料室及干燥室两部分组成 进料室内装有耙式搅拌器 以将湿 结晶耙入干燥室 沸腾床尺寸为 800mm 3800mm 其中干燥室长为 3000mm 进 料室长为 800mm 两室间用高约 80mm 的挡板隔开 干燥室出料端装有高度为 50 60mm 的挡板 调节挡板高度可改变沸腾层的高度 沸腾床孔板下的布气室 截面随气流方向逐渐缩小 以使多孔板各点保持均压 布气室进气端高度约 800mm 出气端高度降低至 200mm 沸腾干燥器的规格 性能如下 沸腾床多孔板 尺寸 800mm 3800mm 多孔板总面积 3m 2 开孔尺寸及孔间距 22 5mm 10mm 开孔面积 0 14m 2 开孔率约 5 沸腾层高度约 200mm 气体温度进口 120 出 口 70 操作压力布气室正压 沸腾室负压 98Pa 10mmH 2 O 物料含 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 为进料 94 96 出料 103 105 产量 1 2t 干产品 h 鼓风机风 量 10000m 3 h 排风机风量 12000m 3 h 风压 2 35kPa 240mmH 2 O 图 12 9 重铬酸钠沸腾干燥器 1 进料口 2 搅拌器 3 隔离挡板 4 干燥室 5 多孔板 6 空气出口 7 调 节挡板 8 出料口 9 调节风门 10 布气室 11 加热室 12 加热管 13 空 气进口 第五节 无水重铬酸钠 商品重铬酸钠一般为 2 水物 由于 2 水物易潮解 结块 与其他物料干混 时不易混匀 生产无水物不仅给应用带来方便 且用无水重铬酸钠与发烟硫酸 反应制取铬酸酐 能利用自热反应节省热源 并可提高铬酸酐质量及收率 无水重铬酸钠可用机械造粒法 喷雾干燥法 熔融制片法及结晶稀释法制 取 一 机械造粒法 颗粒重铬酸钠生产工艺见流程图 12 10 图 12 10 颗粒重铬酸钠生产工艺流程图 1 预热槽 2 14 离心泵 3 浓缩槽 4 浓缩锅 5 双搅拌轴造粒机 6 螺 旋输送机 7 破碎机 8 颗粒分离仓 9 旋风分离器 10 闸板 11 辊式输送 机 12 振动器 13 循环碱液槽 15 18 洗涤器 16 水环真空泵 17 19 分离器 20 排风机 重铬酸钠溶液含 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 为 1640 1710g L 先浓缩至含 Na 2 Cr 2 O 7 88 89 再进一步浓缩至 Na 2 Cr 2 O 7 94 5 95 5 然后用真空双 搅拌造粒机造粒 经锤式破碎机破碎至粒度小于 15mm 最后进行分级 得无水 颗粒产品 二 喷雾干燥法 图 12 11 为喷雾干燥制取无水重铬酸钠颗粒产品的工艺流程图 图 12 11 颗粒重铬酸钠喷雾装置工艺流程图 1 溶液预热槽 2 透平鼓风机 3 天然气燃烧器 4 燃烧室 5 料液泵 6 空 气加热器 7 破碎装置 8 雾化器 9 喷雾干燥器 10 产品仓 11 旋风分离 器 12 喷雾装置 13 回收装置 14 离心泵 15 回收液贮槽 16 排风机 浓度为含 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O1640g L 的重铬酸钠溶液 先预热至 70 105 用泵送至雾化器 在喷雾干燥器中脱水干燥 干燥室温度为 230 280 用天然气加热 气体进口温度为 360 375 沸腾床面积为 0 5m 2 产率约 660kg h 产品含 CrO 3 为 74 1 75 6 折合 Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O 为 97 1 99 0 颗粒直径为 3 5mm 三 熔融制片法 熔融制片法可制成面积为 1cm 2 厚 0 5mm 表观密度为 1 10g cm 3 的无 水重铬酸钠 熔融制片法装置示意图见图 12 12 钢制回转管式蒸发器 1 分为预热段及熔融蒸发段 重铬酸钠溶液从料槽 1 以 100kg h 的速度送入蒸发器预热段 预热段内装有加热管 在此用来自加热 器 4 的尾气预热 尾气经净化后排放 加热器将载热体熔盐加热至 410 经 排管喷淋器进入蒸发器蒸发熔融段 使重铬酸钠脱水熔融 释出的废蒸汽经导 管排放 离蒸发器温度为 380 的熔融无水重铬酸钠以 87kg h 的流速流至制片机 6 的收集槽中 制片机滚筒尺寸为 290mm 290mm 转速为 10 20r min 筒体 内