冷冻结晶器

冷冻结晶器是一种用于工业生产中进行结晶过程的设备，它通过冷冻的方式促使溶质结晶。以下是关于冷冻结晶器的一些详细信息。

设计原理和工艺

冷冻结晶器的设计原理是通过降低溶液温度来实现结晶，特别适用于大部分具有高溶解度且溶解度随温度变化迅速的物料。降温结晶是获得产品的方法。对于结晶温度不太低的过程，比如50℃，采用真空降温结晶器是最为经济的，但是当结晶温度很低时，比如结晶温度0℃，就必须通过表面换热的冷冻结晶器来解决了。

在工艺方面，硫酸钠冷冻结晶器是十水硫酸钠(芒硝)冷冻结晶器，用于硫酸钠溶液的冷冻结晶，所得的结晶产品为十水硫酸钠晶体(芒硝)。结晶产量以及溶液热负荷是完成硫酸钠连续结晶系统设计的依据，同时来液的成分和工艺要求则决定了硫酸钠冷冻结晶器的终点结晶温度。在-0.9硫酸钠溶解度达到最低点,温度继续降低则溶液开始析出冰晶,硫酸钠浓度开始增高,这也是冷冻浓缩的原理。

特点和优势

冷冻结晶器的特点包括低温操作、高效的热量传递效率、结构紧凑和灵活性高等。它的优势在于可以实现连续的进出料和换热，物料温度始终维持在结晶温度附近，并保持稳定。此外，结晶器内实现晶体悬浮、颗粒分级是冷冻结晶器的典型特征。OSLO结晶器可实现很低的成核速率，晶体在悬浮状态下连续生长，得到大粒径产品。系统通过把澄清母液连续送至外置换热器降温以获得过饱和浓度，然后送回晶体悬浮床层，在过饱和溶液从下至上穿过晶体床层的过程中。

应用领域

冷冻结晶器广泛应用于化工、制药、食品等行业中的结晶分离、纯化和产品制备等工艺中。例如，在氢氧化锂生产和一步法碳酸锂生产除杂过程中，硫酸钠连续冷冻结晶器得到了充分使用。氢氧化锂冷冻脱硝系统采用两级连续冷冻结晶，级将物料冷冻至0~5,拿出绝大部分硫酸钠,第二步深冷至-5~-15,将溶液中硫酸根浓度降到最低。结晶器采用OSLO连续结晶器,配多台独立外置冷却器。

结论

冷冻结晶器是一种高效的连续结晶设备，它具有操作产量大、连续稳定、配置简单、操作控制方便的特点。通过冷冻装置降低溶液的温度，当溶液的温度降低到溶质的饱和度以下时，溶质会过饱和并开始结晶。这种设备适用于处理溶解度随温度下降而显著减低的物系，特别适用于需要获得大粒径产品的场合。