Kristallisationstechnologie Lösungskristallisatoren

Lösungskristallisation

Lösungskristallisationsanlagen

Massenkristallisation aus Lösungen.

Pimai NaCl

Im Bereich der Massenkristallisation umfasst GEAs Know-how alle Grundtypen an Kristallisatoren für die Kristallisation von Lösungen, beispielsweise Zwangsumlauf- oder Steigrohrkristallisatoren (MSMPR), Leitrohrkristallisatoren (DTB) und Fließbettkristallisatoren (OSLO). GEA ist somit in der einzigartigen Position, die besonderen Bedürfnisse jedes seiner Kunden abhängig von der erforderlichen Produktkristallqualität und -größe zu erfüllen. GEA liefert ebenfalls die vor- und nachgeschaltete Komponenten, beispielsweise die thermische Vorkonzentrierung (Mehrstufenverdampfer, evtl. mit mechanischer Brüdenverdichtung, Zwangsumlauf- und anderen Verdampferkonfigurationen), die mechanische Vorkonzentrierung (Eindickung, Filtration oder Zentrifugation) sowie das Trocknen, Feststoffhandling und Verpacken. Darüber hinaus liefert GEA die verbindenden Rohrleitungen, die Instrumentierung sowie die Steuer- und Regelungssysteme für die Anlagen. Falls vom Kunden gewünscht werden diese in modularisierten Einheiten vorgefertigt.

 

Funktionsweise

Jedes spezifische Kristallisationsverfahren wird von den verschiedensten Faktoren beeinflusst. Einige der wichtigsten Faktoren sind im Folgenden aufgeführt.

Prozessdetails

Installation DU ZLD-Kristallisator

OBERFLÄCHEN-KÜHLKRISTALLISATION
Der Kühlprozess erzeugt die Übersättigung direkt auf der Oberflächen des Wärmeaustauschers. Die Übersättigung im Wärmeaustauscher ist am höchsten im gesamten Kristallisator. Verkrustungen auf der Wärmeübertragungsfläche und eventuelles Verstopfen der Rohre sind normale Erscheinungen. Bei einem diskontinuierlichen Betrieb kann diese Situation akzeptiert werden, da sich die Verkrustungen bei der nächsten Charge wieder auflösen können. Bei kontinuierlichen Prozesse stellt die Oberflächenkühlung jedoch nur dann eine Option dar, wenn die im Kristallisator erforderliche niedrige Betriebstemperatur durch eine vakuumgekühlte Kristallisation nicht möglich ist. Wenn ein Kristallisator mit einer Oberflächenkühlung kontinuierlich betrieben werden muss, werden die Wärmeaustauscher mit einer größeren Oberfläche dimensioniert um die Betriebszeit bis zum nächsten Reinigungszyklus zu erhöhen.

VAKUUMKRISTALLISATION
Vakuumkristallisation ist das bevorzugte Kühlkristallisationsverfahren für den Dauerbetrieb. Da die Kühlung durch eine adiabatische Verdampfung des Lösungsmittels durch Druckreduzierung erzeugt wird, und das Kondensieren des verdampften Lösungsmittels in einem separaten Wärmetauscher erfolgt, tritt keine Skalierung der Kühlflächen auf. Die Vakuumkühlung wird nur dann unwirtschaftlich (oder technisch unpraktisch), wenn ein Betrieb bei sehr niedrigen Temperaturen erforderlich ist.

VERDAMPFUNGSKRISTALLISATION
Generell handelt es sich bei der Verdampfungskristallisation um ein Vakuumverfahren, ähnlich wie bei der Vakuumkristallisation. Der Unterschied besteht darin, dass dieser Prozess von der Konzentration und Temperatur der Beschickungslösung unabhängig ist. Die Konzentration der sog. Mutterlauge wird durch Verdampfung unter Zuführung von Wärme eingestellt. Wie bei der Vakuumkristallisation treten bei der Verdampfungskristallisation keine besonderen Verkrustungsprobleme auf. Betriebsschwierigkeiten können bei der Konzentrierung von invers löslichen Substanzen einiger Sulfate und Karbonate entstehen. In solchen Fällen tritt das gesamte Verkrustungsmodell wie bei der Kühlungskristallisation auf. Hohe Suspensiongeschwindigkeiten in den Heizrohren und eine hohe Suspensionsdichte (zur Steigerung der Sättigungsrate) können den Betriebszyklus verbessern. Mehrstufige Verdampfungskristallisatoren werden in den Fällen projektiert, bei denen ein geringer Energieverbrauch besonders wichtig ist.