CN114920270A - 一种小苏打的多级连续结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小苏打的多级连续结晶方法。连续反应结晶过程包含通过反应创造过饱和度实现成核、晶体生长和晶体熟化过程，其中第一级釜目的是实现晶体成核，最后一级釜实现消耗掉多余的碳铵原料和粒子熟化，中间釜完成小苏打晶体的生长和聚结。该方法可以通过多级串联增加小苏打颗粒结晶生长时间，缩短整体流程的生产时间，大大提高生产效率，同时可以根据小苏打粒径的要求和生产需要增加或减少中间釜的数量。通过多级连续结晶可以有效增大小苏打的粒径，降低小苏打产品含湿量，整个反应结晶过程的温度通过卤水原料的温度和碳铵固体加入速率控制，不需要多余的热源或冷源，是一种大规模生产小苏打晶体的方法。
Description
技术领域
本发明属无机盐结晶领域，涉及一种小苏打的多级连续结晶方法，尤其涉及一种常温反应制备大颗粒小苏打的多级连续结晶方法。
背景技术
小苏打又名碳酸氢钠(sodium bicarbonate)，分子式为NaHCO3，是一种无机盐，呈白色结晶性粉末，白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶，无臭、味咸，可溶于水，不溶于乙醇。常温下性质稳定，受热易分解，在50℃以上迅速分解，在270℃时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。既能与酸反应又能与碱反应，与酸反应生成相应的盐、水和二氧化碳，与碱反应生成相应的碳酸盐和水。除此之外，还能与某些盐反应，与氯化铝和氯酸铝发生双水解，生成氢氧化铝、钠盐和二氧化碳。碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。
苏打的制取方法有纯碱碳化法、复分解法和天然碱法等。其中，纯碱碳化法和复分解法成本能耗高；天然碱法成本低，但是资源短缺。复分解法是利用丰富的原盐矿和易购买的铵肥为主要原料生产小苏打的工艺，也称天然卤水法。该过程为卤水中含有的氯化钠与铵肥中的碳酸氢铵进行复分解反应，由于碳酸氢钠的溶解度较小直接从溶液中析出，生成目标产物碳酸氢钠，即小苏打。复分解生产方法一般具有质量不稳定、颗粒细不均匀、容易爆发成核等缺点。为解决能耗高的问题，采取常温的条件下制备大颗粒且颗粒均匀的小苏打，可以在有效降低能耗同时满足工业生产的需求。
对于复分解反应的制备，普遍存在小苏打结晶颗粒长大不易控制的缺点。CN101185484B公开了连续复分解食品级小苏打生产工艺，实现了连续性生产，但是其复分解反应在一级搅拌容器内连续进行，小苏打结晶颗粒较小。CN110282638A公开了通过料固体碳酸氢铵加入碳酸氢铵溶解器，与卤水混合的完成复分解过程，该过程由于优化了产物碳酸氢钠结晶的成长环境、改变了复分解反应的进程，降低了包晶(固体碳酸氢钠包裹固体碳酸氢铵)的产生量，降低了后处理的成本。然而，增大单位产品(生产等量小苏打)的反应溶液的体积、改变原料固体碳酸氢铵的加入方式两种措施，增大了目标产物碳酸氢钠的“单位容积”，碳酸氢钠的完全溶解速度相对较慢且溶解度相对较低，极大增加了设备成本，生产得到的小苏打粒径也相对较小。
CN111634928A公开了二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打，该发明的原料液经过了预碳化和碳化两个碳化过程，在预碳化和碳化过程之间还采用了降温处理，控制了反应的过饱和度，该过程由于添加剂和对碳化反应的控制，制备的小苏打颗粒粗大均匀，减少了碳化塔的结疤，延长了制碱周期，提高了二氧化碳的利用率。但是该过程升温和降温过程需要冷却水，需要消耗较多的能源。
CN108996526A公开了一种大颗粒重质小苏打的制备方法，通过加入添加剂以及向碳化反应后的混合料中加入碳酸钠和/或碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，通过碳酸钠与碳酸氢钠的同离子效应促进生成大颗粒小苏打。CN103172090A公开了一种用于生产碳酸氢钠的方法，所述方法加入硫酸钠和/或氯化钠的方法促进碳酸氢钠结晶。CN101696022B公开了这两种提高小苏打颗粒的方法都很有效，但都引入了杂质，对小苏打的质量产生影响。
因此，亟需一种制备小苏打的连续结晶处理方法，不仅能够保证碳酸氢铵的的转化率，同时制备出均匀的大颗粒小苏打，降低产品含湿量。同时尽可能节约能源，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高小苏打产品质量和产能的多级连续结晶方法，该方法利用多级串联的方式，缩短小苏打生产时间，提高生产效率。得到的小苏打结晶形状均一，晶体质量高，颗粒大，含湿量低。该方法在提高产品质量的同时，利用连续的优势，增加了单个小苏打颗粒结晶总时间，在常温下操作，极大的降低了能源消耗，降低了小苏打的成本。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种小苏打的多级连续结晶方法，所述连续结晶的方法包括如下步骤：
(1)在搅拌条件下，向成核结晶釜中连续加入卤水，保证成核结晶釜中的温度维持在20-38℃；
(2)在搅拌条件下，分别向成核结晶釜、生长结晶釜、熟化结晶釜中加入碳铵，并通过连续进料和连续出料保持各级釜中液位恒定；
(3)在搅拌条件下，通过调节碳铵加入速率，控制成核结晶釜的温度为20-35℃，碳铵从液面上方加入，成核结晶釜上层形成晶体成核区，下层形成晶体成核生长区；
其中，晶体成核生长区的大颗粒小苏打晶核随料液通过泵输送到生长结晶釜中，小颗粒小苏晶核打通过内循环泵返回成核结晶釜上层继续进行生长；
(4)在搅拌条件下，调节碳铵加入速率，控制生长结晶釜的温度为15-30℃使得晶体充分生长，并输送至熟化结晶釜中；
(5)在搅拌条件下，控制熟化结晶釜的温度为15-25℃，使体系充分熟化，并输送至固液分离系统中；
(6)固液分离系统分离的固体排出体系，分离的母液进入后处理系统。
在本发明中，多级连续结晶方法与普通连续结晶不同，多级连续结晶可以有效的缩短结晶时间，大大提高生产效率，得到的小苏打结晶形状均一，晶体质量高，颗粒较大。
本发明中可以根据对小苏打粒径的要求和生产需要增加或减少中间生长釜的数量，以解决现有工艺方法所制取的碳酸氢钠结晶颗粒细小的问题，以及反应过程加热需要能源较多的问题；本发明中不对生长结晶釜的个数进行限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，优选生长结晶釜的个数为串联1-4级，进一步优选2-3级。
在本发明中，整个连续反应结晶的温控是由卤水的温度和碳铵加料速率控制，不需要多余的热源或者冷源，极大的节省能源。通过多级连续结晶可以有效增大小苏打的粒径，降低小苏打含湿量，是一种大规模生产小苏打晶体的方法。
本发明中，结晶釜级数为四级，包括成核结晶釜、一级生长结晶釜、二级生长结晶釜和熟化结晶釜，确保连续结晶工艺有效实现。四级连续结晶操作时，各级釜都是通过恒定液位操作进行连续进料和连续出料，确保体系稳定和连续操作。
本发明中不对具体传输过程做具体限定，在进行连续进料或出料过程主要是通过泵传输或者通过溢流作用实现；在采用泵传输过程中，是利于泵将原动机的机械能或其他外部能量传输给料液，使料液能量增加从而实现传输过程，在传输过程中需要考虑泵的功率、压头和管径等，此处不再对具体参数做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择；在通过溢流实现传输过程中，是通过结晶釜之间的高度差实现传输过程，在具体传输过程中需要考虑溢流管的坡度、溢流管出口位置和溢流管径等，此处不再对具体参数做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。
优选地，步骤(1)中卤水含氯化钠含量为300-400g/L。
本发明中的反应物氯化钠是通过含有氯化钠的卤水实现的，加入卤水的目的是提供氯化钠，在具体的实践中也可以通过加入一定清水或者循环母液后直接添加氯化钠固体实现的，在具体实践中不对氯化钠添加方式做限定。
优选地，步骤(1)中卤水中去除了Ca离子和Mg离子，使得Ca离子和Mg离子的含量均低于150mg/L。
优选地，步骤(1)中卤水中氯化钠的加入量与碳铵加入总量的摩尔比为1-1.5:1；
本发明中，卤水过量是为了提高碳铵的转化率和减少产品中的铵含量，在具体的实践中可根据原料成本改变氯化钠和碳铵的配比。
优选地，所述卤水输入过程是通过泵传输或通过溢流作用实现。
优选地，步骤(2)所述搅拌速率为10-100rpm；该搅拌速率是指在制备方法中涉及到的所有搅拌速率。
本发明中，搅拌是在搅拌桨作用下实现的，在具体实践过程中不再对搅拌速率做具体限定，搅拌速率的数值可根据具体结晶器的体积来匹配。本发明中其他搅拌速率同理。
优选地，步骤(2)所述原料碳铵为碳酸氢铵含氮量为15-17.2％的铵肥；
本发明中的反应物碳酸氢铵是通过含有碳酸氢铵的化肥实现的，碳铵添加的目的是为了提供碳酸氢铵，在具体实践中不对碳酸氢铵的来源做限定，也可通过其他含碳酸氢铵的产品做代替。由于化肥中杂质不同，对小苏打的聚集形貌有影响，本专利不对小苏打的具体形貌做限定。
优选地，步骤(2)所述连续进料和连续出料过程是通过泵传输或通过溢流作用实现。
优选地，成核结晶釜中晶体成核和生长过程，保持晶浆悬浮密度为100-125mg/mL，得到晶体的平均粒径为100-200μm；
优选地，所述生长结晶釜的级数为二级，所述料液在第一级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为105-135mg/mL，粒子的平均粒径为130-220μm，粒子的生长时间为30-150min；所述料液在第二级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为110-140mg/mL，晶核的平均粒径为150-250μm，晶核的生长时间为30-150min。
优选地，所述生长结晶釜的级数为三级，所述料液在第一级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为105-135mg/mL，晶核的平均粒径为130-220μm，晶核的生长时间为30-150min；所述料液在第二级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为110-140mg/mL，晶核的平均粒径为150-250μm，晶核的生长时间为30-150min；所述料液在第三级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为115-145mg/mL，晶核的平均粒径为170-280μm，晶核的生长时间为30-150min。
优选地，步骤(5)所述熟化过程中，保持晶浆悬浮密度为120-150mg/mL，得到晶体的平均粒径为180-300μm；
优选地，步骤(5)所述晶体熟化生长时间为30-150min；
优选地，步骤(5)所述搅拌速率为10-100rpm。
本发明中，在连续结晶过程中，对生长釜的数量不做限定，为了使小苏打的晶体颗粒生长，理论上生长釜的越多对颗粒的生长越有利。在连续结晶过程中，成核结晶釜内的晶浆有一部分颗粒较大的小苏打进入下一级生长结晶釜，一部分小颗粒小苏打晶浆通过循环返回本级釜上层。大部分晶浆自成核釜排出进入生长釜生长，小部分粒子较小的小苏打返回成核区，一级生长釜的大部分晶浆排出后进入二级生长釜生长，最后二级生长釜的大部分晶浆连续排出的晶浆进入最后一级的熟化釜进行熟化，熟化后进行后处理过程。
优选地，所述制备方法包括对步骤(6)固液分离得到的固体依次进行清洗和干燥；
优选地，所述清洗包括依次用卤水、饱和小苏打水和清水进行清洗。
作为本发明的优选技术方案，成核结晶釜、生长结晶釜和熟化结晶釜的结构均包括壳体，所述壳体内设置有漏斗结构的导流结构，所述导流结构包括由上至下依次对接的导流锥段和导流管段，所述导流锥段的大端面边缘与所述壳体的内壁周向对接；
所述导流锥段上方的壳体空腔形成混合仓，所述导流管段外周的壳体空腔形成结晶仓，所述混合仓内设置有第一搅拌器，所述壳体的内腔底部设置有第二搅拌器，所述混合仓的外壁开设有进料口以及至少一个循环入口，所述结晶仓的外壁上部开设有至少一个循环出口，所述循环入口和循环出口通过外置的循环管路连通；料液进入所述混合仓后经所述第一搅拌器混合结晶，得到的晶粒沿所述导流结构落入所述结晶仓，在所述第二搅拌器的作用下，小粒度晶粒在所述结晶仓内形成旋流并由所述循环管路返回混合仓循环结晶，大粒度晶粒落入所述壳体内腔底部。
作为本发明一种优选的技术方案，所述混合仓为圆柱形筒体，所述混合仓的顶部设置有所述进料口。
需要说明的是，针对需要注入不同状态物料的结晶过程，本发明中限定的循环入口可以同时充当进液口，固体物料可经壳体顶部的进料口进入，液体物料则由循环入口进入，进液管可以单独接入壳体，也可以接入循环管路，液体物料与循环物料汇流后进入壳体内。例如，针对小苏打连续反应的结晶过程而言，所需原料包括含有碳酸氢铵的化肥固体以及含有氯化钠的卤水，其中，化肥固体由壳体顶部的进料口送入，卤水由循环入口送入。
本发明提供的循环结晶装置的顶部或循环入口加入固体和/或液体原料，在第二搅拌器的作用下，原料或者循环液与结晶器上圆筒体内的悬浮料液快速混合均匀实现均匀生长或者成核。
所述混合仓外壁设置至少两个所述循环入口，所述循环入口位于同一水平面内。
作为本发明一种优选的技术方案，所述结晶仓的外壁包括由上至下依次对接的第一锥段、圆筒段和第二锥段，所述第一锥段的小端面与所述混合仓对接，所述第一锥段的大端面与所述圆筒段的一端对接，所述圆筒段的另一端与所述第二锥段的大端面对接。
所述导流锥段的大端面外缘位于所述第一锥段与所述混合仓的对接处。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一锥段的外壁处设置有至少两个所述循环出口，所述循环出口位于同一水平面内。
所述第二锥段的外壁下部设置有出料口。
作为本发明一种优选的技术方案，所述混合仓的外壁处对称设置有两个所述循环入口，所述第一锥段的外壁处对称设置有两个所述循环出口，一个所述循环出口通过独立的循环管路对应连接一个所述循环入口。
本发明设置的两个循环出口以结晶装置的中心轴呈对称结构分布，且两个循环出口之间的连线垂直于搅拌桨叶方向。
作为本发明一种优选的技术方案，所述混合仓的筒体直径小于所述圆筒段的筒体直径。
所述混合仓的筒体高度大于等于所述混合仓的筒体直径。
所述第一锥段的高度小于所述圆筒段的高度。
作为本发明一种优选的技术方案，所述混合仓的筒体直径为所述圆筒段的筒体直径的0.6～0.8倍，例如可以是0.6倍、0.62倍、0.64倍、0.66倍、0.68倍、0.7倍、0.72倍、0.74倍、0.76倍、0.78倍或0.8倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述混合仓的筒体直径为所述混合仓的筒体高度的1.2～3.5倍，例如可以是1.2倍、1.4倍、1.6倍、1.8倍、2.0倍、2.2倍、2.4倍、2.6倍、2.8倍、3.0倍、3.2倍、3.4倍或3.5倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明对循环结晶装置中的部分尺寸参数进行了特殊设计，独特的结晶器构型和流程操作，可以改善连续结晶过程的产品粒度小、结晶器内壁结垢严重、管路堵塞、运行周期短等的问题。其中，特别限定了混合仓的筒体直径为混合仓的筒体高度的1.2～3.5倍，筒体直径增大，可以增加蒸发面积，降低单位面积的沸腾强度，物料飞溅状况减轻，减小蒸发结晶过程中料液沸腾造成的物料夹带引起汽液界面附近结晶器内壁物料结垢。
所述第一锥段的高度为所述圆筒段高度的0.6～0.8倍，例如可以是0.6倍、0.62倍、0.64倍、0.66倍、0.68倍、0.7倍、0.72倍、0.74倍、0.76倍、0.78倍或0.8倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述圆筒段直径为所述导流管段直径为4～10倍，例如可以是4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述导流管段的长度为所述结晶仓总高度的1/3～2/3，例如可以是0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6或0.65，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述导流锥段与所述导流管段同轴设置。
所述导流锥段的大端面直径为所述导流管段直径的4～10倍，例如可以是4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述壳体还包括与所述第二锥段的小端面对接的底仓，所述第二搅拌器位于所述底仓内。
所述第二搅拌器外周套设有导流筒。
本发明在第二搅拌器外周套设导流筒，使得结晶仓内的悬浮液在导流筒内向下运动，导流筒外向上运动，实现晶浆均匀混合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述循环管路上设置有循环泵。
需要说明的是，结晶仓内的悬浮液由于沉降作用，大粒度的晶粒会下沉，因此，大粒度晶粒主要集中在结晶仓下层，结晶仓上层是含小粒度的悬浮液或者清夜，循环泵从循环出口将这部分料液抽出并返回至混合仓内，进一步结晶生长，循环往复，直至得到理想粒度的晶粒。
所述壳体内腔上部设置有喷淋装置，所述喷淋装置的喷射方向正对壳体内壁，所述喷淋装置用于向壳体内壁喷淋稀释母液。
本发明在壳体内腔上部设置喷淋装置，喷淋装置可选为环形喷淋管，通过喷淋装置定时向壳体内壁喷淋稀释母液，可以有效冲刷内壁附着的垢层，结晶器汽液沸腾界面附近的内壁结垢情况大大减轻，也不会造成大块垢层掉落砸坏结晶器内部件或者进入外循环加热/冷却换热器堵塞管路的情形发生，延长了连续生产周期。
本发明中制备大颗粒小苏打时，反应料液通入成核结晶釜的结晶仓结晶，在搅拌作用下，小颗粒晶粒在结晶仓内形成旋流并由循环管路返回混合仓循环结晶，大颗粒晶粒沉降后进行生长结晶釜中进行生长，遵循上述方式，小颗粒晶粒在生长结晶釜晶仓内形成旋流返回混合仓循环结晶生长，大颗粒的进入熟化釜，同样执行该过程，最后获得大颗粒的小苏打晶体。
本发明的目的之二在于根据目的之一所述的多级连续结晶方法制备得到大颗粒小苏打晶体。
优选地，所述大颗粒小苏打晶体的含湿量为3-10％，粒径>180μm，含胺量<900ppm。
本发明目的之三在于根据目的之二所述的大颗粒小苏打晶体在食品中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：同时可以根据对小苏打粒径的要求和生产需要增加或减少中间釜的数量，以解决现有工艺方法所制取的碳酸氢钠结晶颗粒细小的问题，或者反应过程加热需要能源较多的问题。整个连续反应结晶的温控是由原料的加入温度和加入量控制，不需要多余的热源，极大的节省能源。通过多级连续结晶可以有效增大小苏打的粒径，降低小苏打含湿量，是一种大规模生产小苏打晶体的方法。
附图说明
图1是实施例1中四级连续结晶操作示意图；
图2是实施例1所得的小苏打产品SEM图；
图3是实施例2所得的小苏打产品SEM图；
图4是实施例3所得的小苏打产品SEM图；
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种小苏打晶体的连续结晶方法，包括如下步骤：
如图1所示，将原料一卤水加入成核结晶釜，后加入晶种养晶后，加入碳铵进行初步成核生长，然后成大的小苏打颗粒进入一级生长釜和二级生长釜中，大颗粒小苏打进入熟化结晶釜进行熟化，小颗粒小苏打则通过循环返回原釜，具体操作如下：
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入25℃的原料卤水，向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入小苏打晶种，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入25℃的原料卤水，然后将原料碳铵总进料速率的40％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从成核结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回一级釜上层成核区中；
(3)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的30％连续加入一级生长结晶釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(4)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的20％连续加入二级生长结晶釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)熟化釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入后处理系统，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥；
图2为上述操作条件下得到的小苏打产品的扫描电镜SEM图(型号为TM3000,Hitachi,Japan)。
产品主粒度207微米，过滤后含湿量5.7％，铵盐含量284ppm。
实施例2
本实施例提供一种连续结晶制备不同形貌小苏打连续结晶方式。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入25℃的原料一卤水，向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入25℃的原料卤水，然后将原料碳铵总进料速率的30％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从成核结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回改釜中；
(3)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的30％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入一级生长结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回改釜中；
(4)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的30％连续加入二级生长结晶釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)熟化釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥。
图3为某种化肥上述操作条件下得到的小苏打产品的扫描电镜SEM图(型号为TM3000,Hitachi,Japan)。
产品主粒度195微米，过滤后含湿量4.6％，铵盐含量321ppm。
实施例3
本实施例提供一种连续结晶制备不同形貌小苏打连续结晶方式。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入25℃的原料卤水；向该釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入25℃的原料卤水，然后将原料碳铵总进料速率的40％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤7℃，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(3)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的30％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级相同条件的生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(4)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的30％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)熟化釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的10％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、经过洗涤过程后干燥；
图4为某种化肥上述操作条件下得到的小苏打产品的扫描电镜SEM图(型号为TM3000,Hitachi,Japan)。
产品主粒度285微米，过滤后含湿量3.6％，铵盐含量227ppm。
实施例4
本实例提供不同釜原料添加比例的小苏打连续结晶方法。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入25℃的原料卤水，向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(3)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入25℃的原料卤水，然后将原料碳铵总进料速率的25％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(4)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的40％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的25％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)熟化结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(7)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥得到产品。
产品主粒度224微米，过滤后含湿量5.9％，铵盐含量410ppm。
实施例5
本实例提供结晶温度不同连续制备小苏打连续结晶方法。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入35℃的原料卤水，向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入35℃的原料卤水，然后将原料碳铵总进料速率的20％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(3)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的40％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级相同条件的生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(4)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的20％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)熟化结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵总进料速率的10％连续加入成核釜内，保证温度在化肥降温影响下≤5℃，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥，得到产品。
产品主粒度233微米，过滤后含湿量6.8％，铵盐含量367ppm。
实施例6
本实例提供5级不同连续制备小苏打连续结晶方法。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核结晶釜加入35℃的原料一卤水；向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入35℃的原料卤水，然后将原料碳铵连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(3)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(4)二级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)三级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)熟化结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(7)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥，得到产品。
产品主粒度258微米，过滤后含湿量4.2％，铵盐含量325ppm。
实施例7
本实例提供原料卤水加入位置不同连续制备小苏打连续结晶方法。
(1)向成核釜、生长釜和熟化釜加入25℃的原料卤水；
(2)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核釜、生长釜和熟化釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(3)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，连续加入25℃的原料卤水，然后将原料碳铵加料速率总量的20％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(4)一级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的40％连续加入该釜，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)二级级生长釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的20％连续加入该釜，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)熟化结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(7)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥，得到产品。
产品主粒度184微米，过滤后含湿量6.8％，铵盐含量473ppm。
对比例1
与实施例1的区别仅在于原料卤水的温度较低，其余步骤都相同。
向一级成核釜中加入10℃的原料卤水；
通过对对比例1得到的小苏打晶体进行测试，发现所得小苏打的粒径为138微米。
通过实施例1和对比例1的对比可知，温度过低会造成相同条件下小苏打颗粒减小。
对比例2
与实施例1的区别仅在于熟化釜的化肥加入过量。
熟化釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的30％连续加入成核釜内。
通过对对比例2得到的小苏打晶体进行测试，发现所得小苏打的铵盐含量为1846ppm。
通过实施例1和对比例2的对比可知，会造成在相同洗涤条件下铵盐含量过量，杂质较多。
对比例3
与实施例1的区别仅在于生长釜的数量。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核釜加入25℃的原料卤水，向该结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(3)成核结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的45％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(4)生长结晶釜结晶：在100rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的45％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)熟化结晶釜结晶：在200rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥。
通过对对比例3得到的小苏打晶体进行测试，发现所得小苏打的主粒度为152微米。
通过实施例1和对比例3的对比可知，生长釜数量减少则反应结晶时间减少，导致小苏打颗粒减小。
对比例4
与实施例1的区别仅在于成核釜、结晶釜和熟化釜的搅拌速率。
(1)初始底液的制备：在25℃和100rpm的搅拌速率下，向成核釜加入25℃的原料卤水，向结晶釜内加入少量原料碳铵，然后加入晶种小苏打，养晶20min，随后在泵作用下进行连续进料、连续出料操作；
(2)成核釜结晶：在200rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的40％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-200μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级结晶釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回成核釜中；
(4)一级生长釜结晶：在200rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的30％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从釜连续排出，进入下一级生长釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(5)二级生长釜结晶：在200rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的30％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-250μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级釜，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(6)熟化釜结晶：在200rpm的搅拌速率下，将原料碳铵加料速率总量的10％连续加入成核釜内，晶体粒度Dv(50)为50-300μm的晶浆从初级结晶釜连续排出，进入下一级后处理，晶体粒度小于50μm的晶浆返回釜中；
(7)后处理：从熟化釜出来的悬浮液，经过过滤、洗涤过程后干燥。
通过对对比例4得到的小苏打晶体进行测试，发现所得小苏打的主粒度为149微米。
通过实施例1和对比例4的结果对比可知，过快的搅拌速度会影响小苏打颗粒聚集。
对比例5
与以上实施例相比，本对比例采用单釜间歇结晶，25℃的原料卤水和碳铵原料，一次性加入结晶釜，搅拌速度100rpm，搅拌7.5h，过滤、洗涤、干燥得到产品。
通过对对比例5得到的小苏打晶体进行测试，发现所得小苏打的主粒度为78微米，铵盐含量1489ppm。通过实施例1和对比例5的对比可知，采用一次性加料的间歇结晶方法得到的产品非常细小，难以过滤和洗涤。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种小苏打的多级连续结晶方法，其特征在于，所述多级连续结晶方法包括如下步骤：
(1)在搅拌条件下，向成核结晶釜中连续加入卤水，保证成核结晶釜中的温度维持在20-38℃；
(2)在搅拌条件下，分别向成核结晶釜、生长结晶釜、熟化结晶釜中加入碳铵，并通过连续进料和连续出料保持各级釜中液位恒定；
(3)在搅拌条件下，通过调节碳铵加入速率，控制成核结晶釜的温度为15-35℃，碳铵从液面上方加入，在成核结晶釜上层形成晶体成核区，下层形成晶体成核生长区；
其中，晶体成核生长区的大颗粒小苏打颗粒随料液输送到生长结晶釜中，小颗粒小苏颗粒打通过内循环泵返回成核结晶釜上层继续进行生长；
(4)在搅拌条件下，调节碳铵加入速率，控制生长结晶釜的温度为15-30℃使得晶体充分生长，并输送至熟化结晶釜中；
(5)在搅拌条件下，控制熟化结晶釜的温度为15-25℃，使体系充分熟化，并输送至固液分离系统中；
(6)固液分离系统分离的固体排出体系，分离的母液进入后处理系统。
2.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，步骤(1)所述卤水中含氯化钠含量为300-400g/L；
优选地，步骤(1)所述卤水中Ca离子和Mg离子的含量均低于150mg/L。
3.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，所述搅拌速率为10-100rpm；
优选地，步骤(1)所述卤水中氯化钠的摩尔量与步骤(2)中成核结晶釜、生长结晶釜、熟化结晶釜中碳铵摩尔量的比值为1-1.5:1；
优选地，步骤(2)所述连续进料或连续出料是通过泵传输作用实现或通过溢流作用实现。
4.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)所述碳铵为碳酸氢铵化肥，所述碳酸氢铵化肥的含氮量为15-17.2％。
5.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，在步骤(3)所述成核结晶釜中，料液保持晶浆悬浮密度为100-125mg/mL，晶核的平均粒径为100-200μm；
优选地，步骤(3)所述晶核生长时间为30-150min。
6.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，步骤(4)所述生长结晶釜的级数为2-3级；
优选地，所述生长结晶釜的级数为二级，所述料液在第一级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为105-135mg/mL，粒子的平均粒径为130-220μm，粒子的生长时间为30-150min；所述料液在第二级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为110-140mg/mL，晶核的平均粒径为150-250μm，晶核的生长时间为30-150min。
优选地，所述生长结晶釜的级数为三级，所述料液在第一级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为105-135mg/mL，晶核的平均粒径为130-220μm，晶核的生长时间为30-150min；所述料液在第二级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为110-140mg/mL，晶核的平均粒径为150-250μm，晶核的生长时间为30-150min；所述料液在第三级生长结晶釜中保持晶浆悬浮密度为115-145mg/mL，晶核的平均粒径为170-280μm，晶核的生长时间为30-150min。
7.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，步骤(5)所述熟化过程中，料液保持晶浆悬浮密度为120-150mg/mL，晶核的平均粒径为180-300μm；
优选地，步骤(5)所述熟化的时间为30-150min。
8.根据权利要求1所述的多级连续结晶方法，其特征在于，所述制备方法包括对步骤(6)固液分离得到的固体依次进行清洗和干燥；
优选地，所述清洗包括依次用卤水、饱和小苏打水和清水进行清洗。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多级连续结晶方法制备得到大颗粒小苏打晶体；
优选地，所述大颗粒小苏打晶体的含湿量为3-10％，粒径>180μm，含胺量<900ppm。
10.根据权利要求9所述的大颗粒小苏打晶体在食品中的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN115650259A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-31 | 天津大学 | 大颗粒碳酸氢钠的制备方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284005B1 (en) * | 1998-01-28 | 2001-09-04 | Environmental Projects, Inc. | Sodium carbonate recrystallization |
| CN113912086A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-11 | 衡阳爱洁科技股份有限公司 | 一种小苏打联产氯化铵制备低铵盐含量的小苏打的装置 |
| CN114031527A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 天津大学 | 一种硝磺草酮晶体多级连续结晶方法 |
| CN216426774U (zh) * | 2021-11-30 | 2022-05-03 | 衡阳爱洁科技股份有限公司 | 一种复分解反应制取小苏打的系统 |
-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284005B1 (en) * | 1998-01-28 | 2001-09-04 | Environmental Projects, Inc. | Sodium carbonate recrystallization |
| CN114031527A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 天津大学 | 一种硝磺草酮晶体多级连续结晶方法 |
| CN113912086A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-11 | 衡阳爱洁科技股份有限公司 | 一种小苏打联产氯化铵制备低铵盐含量的小苏打的装置 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| YIMING MA ET AL.: "Recent Progress in Continuous Crystallization of Pharmaceutical Products: Precise Preparation and Control", 《ORGANIC PROCESS RESEARCH & DEVELOPMENT》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115650259A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-31 | 天津大学 | 大颗粒碳酸氢钠的制备方法及装置 |
| CN115650259B (zh) * | 2022-10-28 | 2024-02-09 | 天津大学 | 大颗粒碳酸氢钠的制备方法及装置 |
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