Vakuum-Kühlkristallisation

Vakuum-Kühlkristallisation
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Vakuum-Kühlkristallisation Funktionsweise und Verfahren

Vakuum-Kühlkristallisation

In der Vakuum-Kühlkristallisation tritt eine warme, nahezu gesättigte Lösung in einen mehrstufigen Vakuum-Kristallisator (K1-4) ein. Hier wird der Druck stufenweise vermindert, was zur Verdampfung des Lösungsmittels und einer Abkühlung der Lösung auf die Siedetemperatur führt. Durch die Temperaturabsenkung kristallisiert das Salz aus.

Im Kristallisator (K) wird die Übersättigung durch Kristallwachstum abgebaut. Die Kristalle werden durch Luftrührung in Schwebe gehalten und zur Ausgangsposition transportiert. Die Suspension wird mit der Suspensionspumpe (SP) zum Zyklon (Zy) gepumpt, um verdickt zu werden. Anschließend wird die Flüssigkeit in der Zentrifuge (Z) abgetrennt und das Salz im Trockner (T) getrocknet.

Der entstehende Brüdendampf kann im Badkondensator (BK) zur Vorwärmung der Mutterlösung oder im Mischkondensator (MK) mit Kühlwasser kondensiert werden. Durch den Einsatz des Dampfstrahlapparats (D) kann der Stufendruck und somit die Lösungstemperatur weiter verringert werden. Inertgase werden mit einer Vakuumpumpe (VP) abgesaugt.

Vakuum-Kühlkristallisation Prinzip

Vakuum-Kühlkristallisation Prinzip

Die Vakuum-Kühlkristallisation nutzt die adiabatische Verdampfung des Lösungsmittels durch Druckverminderung, um eine Lösung abzukühlen und somit die Kristallisation von Salzen zu bewirken, ohne dass Wärmeaustauschflächen erforderlich sind.

Vorteile

  • Minimierung von Verkrustungen: Keine Verkrustung der Kühlflächen dank fehlender Wärmeaustauschflächen.
  • Energieeffizient: Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung und Nutzung des Brüdendampfes.
  • Flexibler Betrieb: Anpassbarkeit für Teillastbetrieb und diverse Anwendungen.
  • Anpassbare Druckbedingungen: Variierbare Druckeinstellungen für optimale Prozesssteuerung.

Varianten

  • Erhöhung der Stufenanzahl: Anpassung zur Optimierung der Wärmerückgewinnung.
  • Salzabtrennung: Optional integrierbar.
  • Kristallisator-Design:
    • Liegender Kristallisator mit Luftrührung.
    • Stehende DTB-Kristallisatoren mit Leitrohr und Unterflanschrührer.
    • Stehende FC-Kristallisatoren mit externem Umwälzkreislauf.
  • Vakuumerzeugung: Wahl zwischen Vakuumpumpe und Dampfstrahlapparaten.
  • Druck- und Temperaturregulierung: Herabsetzung der Drücke und so Ablauftemperatur der Lösung / Suspension durch Säurekondensation oder Einsatz von Kältemaschinen und Kältemitteln.

Kondensation des Brüdendampfes der letzten Stufe in Mischkondensatoren oder Oberflächenkondensatoren.

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Häufig gestellte Fragen

Wie beeinflusst die Verweilzeit die Kristallgröße bei Vakuum-Kühlkristallisations Anlagen?

Durch Variation der Stufenzahl und Verlängerung der Kristallverweilzeit können Größe und Qualität der Kristalle beeinflusst werden.

Welche Methoden zur Vakuumabkühlung sind verfügbar?

Dampfstrahlapparate, Kältemittel oder Kondensationsmittel wie Schwefelsäure können zur Vakuumabkühlung eingesetzt werden.

Wie wird Verkrustung bei Vakuum-Kühlkristallisations Anlagen vermieden?

Da keine Wärmeaustauschflächen benötigt werden, entfallen Verkrustungen und damit verbundene Wartungsarbeiten.

Ist die Wärmerückgewinnung in jedem Prozessschritt bei Vakuum-Kühlkristallisations Anlagen möglich?

Ja, der Brüdendampf kann in verschiedenen Prozessschritten zur Vorwärmung oder Kondensation genutzt werden.

Kann die Vakuum-Kühlkristallisations Anlage unter verschiedenen Druckbedingungen betrieben werden?

Ja, die Anlage ermöglicht den Betrieb unter variablen Druckbedingungen zur Anpassung der Ablauftemperatur der Lösung/Suspension.

Weitere Verfahren