結晶過程及危險性分析

結晶是固體物質以晶體狀態從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程。在化學工業中，常遇到的情況是固體物質從溶液及熔融物中結晶出來，如糖、食鹽、各種鹽類、染料及其中間體、肥料及藥品、味精、蛋白質的分離與提純等。結晶是一個重要的化工單元操作，主要用于以下兩方面。

(1)制備產品與中間產品

許多化工產品常以晶體形態出現，在生產過程中都與結晶過程有關。結晶產品易于包裝、運輸、貯存和使用。

(2)獲得高純度的純凈固體物料

工業生產中，即使原溶液中含有雜質，經過結晶所得的產品都是能達到相當高的純凈度，故結晶是獲得純凈固體物質的重要方法之一。

工業結晶過程不但要求產品有較高的純度和較大的生產率，而且對晶形、晶粒大小及粒度范圍(即晶粒大小分布)等也有規定。顆粒大且粒度均勻的晶體不僅易于過濾和洗滌，而且貯存時膠結現象(即72粒體互相膠粘成塊)大為減少。

結晶過程常采用攪拌裝置。攪動液體使之發生某種方式的循環流動，從而使物料混合均勻或促使物理、化學過程加速操作。攪拌在工業生產中的應用有：

①氣泡在液體中的分散，如空氣分散于發酵液中，以提供發酵過程所需的氧；

②液滴在與其不互溶的液體中的分散，如油分散于水中制成乳濁液；

③固體顆粒在液體中的懸浮，如向樹脂溶液中加入顏料，以調制涂料；

④互溶液體的混合，如使溶液稀釋，或為加速互溶組分間的化學反應等。

此外，攪拌還可以強化液體與固體壁面之間的傳熱，并使物料受熱均勻。攪拌的方法有機械攪拌和氣流攪拌。

攪拌槽內液體的運動，從尺度上分為總體流動和湍流脈動。總體流動的流量稱為循環量，加大循環量有利于提高宏觀混合的調勻度。湍流脈動的強度與流體離開攪拌器時的速度有關，加強湍流脈動有利于減小分隔尺度與分隔強度。不同的過程對這兩種流動有不同的要求。液滴、氣泡的分散，需要強烈的湍流脈動固體顆粒的均勻懸浮，有賴于總體流動。攪拌時能量在這兩種流動上的分配，是攪拌器設計中的重要問題。