1、第十二章 重鉻酸鈉的結晶 第一節 重鉻酸鈉結晶過程的物理化學原理 重鉻酸鈉產品一般為2水物結晶Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O。Na 2 Cr 2 O 7 -H 2 O系統見圖12-1所示。重鉻酸鈉結晶液含Na 2 Cr 2 O 7 約77%，溶液在常壓下沸點為132。重鉻酸鈉的溶解度數據列于表12-1。表12-1 重鉻酸鈉的溶解度 溫度 Na2Cr2O7 (w) 固 相 溫度 Na2Cr2O7 (w) 固 相 10 20 25 40 61.6 62.8 64.2 65.1 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 60 80 83 100 71.8 78

2、.7 80.6 81.1 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Na2Cr2O7.2H2O Na2Cr2O7.2H2O圖12-1 Na 2 Cr 2 O 7 -H 2 O系統圖 從 Na 2 Cr 2 O 7 -H 2 O 系統圖知，Na 2 Cr 2 O 7 -H 2 O系統可以分成以下幾個結晶區域。 1.Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O+溶液區域濃度范圍 Na 2 Cr 2 O 7 61.5%87.9%溫度范圍 -48.284.62.水重鉻酸鈉的結晶 其結晶過程在此區域內進行。例如，將含Na 2 Cr 2 O 7 74.0%的熱溶液冷卻，當溫度下降至63時，與飽和曲線相交，系統進入N

3、a 2 Cr 2 O 7 2H 2 O結晶區域，開始析出Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O結晶。隨著溫度的降低，結晶析出越多，液相平衡濃度隨著下降。當溫度下降至30時，它的平衡濃度為64.5%，此時系統的組分為:固相量: Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O%=（74.0-64.5）/（87.9- 61.5）（298/262）100%=40.9%液相量:64.5%Na 2 Cr 2 O 7溶液=（100-40.9）%=59.1%結晶率可由下式算出: 結晶率%=40.9/40.9+59.1（298/262）（64.5/100）100%=48.5% 若溫度繼續下降至10，此時平衡濃度為6

4、1.6%，固相Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O量為53.4%，結晶率為60.7%。當溫度繼續進一步下降至-48.2時，達到溶液的低熔點。低于此溫度則系統進入結晶區域Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O+冰，此時液相全部消失，系統由固相Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O及冰組成。 在低熔點-48.2時，液相的平衡濃度含Na 2 Cr 2 O 7 約61.5%，用此濃度的溶液作為液體產品，可避免冬季凍結。2.Na 2 Cr 2 O 7 +溶液區域濃度范圍 80.7%100%溫度范圍 84.6132 在此結晶區域內獲得Na 2 Cr 2 O 7結晶。 當溫度下降至84.6時，出現下

5、列兩種情況:Na 2 Cr 2 O 7含量低于87.9%時，系統進入結晶區域Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O +溶液;含量高于87.9%時，系統進入結晶區域Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O+ Na 2 Cr 2 O 7 ，此時液相消失。3.Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O+ Na 2 Cr 2 O 7 區域濃度范圍 Na 2 Cr 2 O 7 ，87.9%100%溫度范圍 -5084.6 在此區域內液相消失，系統內全部為固相Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O及Na 2 Cr 2 O 7，例如，將含Na 2 Cr 2 O 7 92%的溶液冷卻至84.6以下時，得下列

6、組分的熔體:Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O%=（100-92）（298/36）%=66.2% Na 2 Cr 2 O 7 %=（100-66.2）%=33.8%4.冰+溶液區域 濃度范圍 Na 2 Cr 2 O 7 061.5%溫度范圍 0-48.2 在此區域內冷卻溶液，得到的固相為冰，不能獲得重鉻酸鈉晶體。例如，將Na 2 Cr 2 O 7 含量為50%的溶液冷卻至-20時，開始析出冰。繼續降低溫度，冰量增多，溶液濃度逐漸增濃。如溫度下降至-30，溶液濃度為55%時，系統組分為: 固相量: 冰%=（55-50）/55100%=9.1% 液相量: 55% Na 2 Cr 2 O 7

7、溶液=（100-9.1）%=90.9%若溫度進一步下降至-48.2，到達溶液的低熔點。低于此溫度，系統進入結晶區域冰+Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O，此時液相消失，系統全部結晶成冰及Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O。 第二節 重鉻酸鈉結晶及脫水工藝過程 重鉻酸鈉結晶及脫水工藝流程見圖12-2所示。 冷卻含Na 2 Cr 2 O 7 約77%的重鉻酸鈉溶液，可獲得Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O結晶。若用此濃度的濃溶液直接結晶，則形成固液比較高的黏稠懸浮液，為制取品質優良的晶體，應加水將結晶液的濃度調整至含Na 2 Cr 2 O 7 74%;也可加入母液調整固液比。加入

8、母液的體積約為結晶液的20%25%，此時結晶液組分大致為:密度1.91g/cm 3 （約69B）; Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O約1600g/L或Na 2 Cr 2 O 7約74%。當熱溶液冷卻至65左右，開始析出2水物結晶。結晶過程釋出熱量，使溫度下降速度變慢，形成一段恒溫段，至大量結晶形成后，放熱量減少，溫度繼續下降。結晶過程至溫度低于40時結束，結晶率為40%45%。工業結晶過程溫度下降速度如圖12-3所示。圖12-2 結晶工藝流程圖1結晶器;2除沫器;3集液器;4離心機;5母液地下槽;6揚液器;7母液槽圖12-3 結晶器結晶溫度下降速度 用母液作為結晶稀釋劑，可使結晶懸浮液

9、具有良好流動性。母液為重鉻酸鈉的飽和溶液，加入母液對結晶率不產生影響。過剩的母液返回用于中和鉻酸鈉堿性液，或排出系統作為液體產品，如用于制重鉻酸鉀、鉻酸酐或堿式硫酸鉻等。母液組分如下所示:密度1.751.77g/cm 3 （6263B）; Na 2 Cr 2 O 72H 2 O 12001300g/L;NaCl約12g/L。 由于重鉻酸鈉溶液的酸化率高于100%，晶體的酸化率往往低于100%，而使母液的酸化率增高。各級溶液酸化率變化情況大致為:酸化液100%102%;澄清液101%103%;結晶液103%104%;結晶99%100%;母液105%106%。 結晶經離心分離后，可獲得含Na 2

10、Cr 2 O 7 2H 2 O 98%以上的成品。 結晶脫除母液后，若用少量清水淋洗可進一步降低成品中雜質的含量。 濕結晶若需干燥，可采用沸騰干燥器。在沸騰干燥過程中，由于干燥在極短時間內完成，因此可提高干燥溫度而不致失水。為防止產品在儲運時發生潮解及結塊，干燥產品允許脫去適量結晶水。 第三節 影響重鉻酸鈉結晶質量的因素重鉻酸鈉晶體產品除含量及雜質含量應符合標準外，并要求具有良好的外觀及物理性能。如晶體顆粒應粗大均勻，色澤鮮艷穩定，不易吸濕結塊等?，F將有關因素敘述于下。 一、結晶顆粒形狀 重鉻酸鈉晶體顆粒形狀與結晶液濃度、冷卻速度、攪拌速度及結晶液純度等因素有關。溶液濃度過高、迅速冷卻和劇烈攪

11、拌促使大量晶核形成。只有在晶核數量不多時，才可促使大晶體的形成。晶體緩慢成長可得到晶面發展良好、且具有完整晶形的晶體。晶核的形成往往受到多種因素的影響。表12-2 結晶液濃度對重鉻酸鈉產品質量的影響 產品質量 結晶液濃度NaCr2O7.2H2O(w) 8788 8384初檢合格率一級品率優級品率 92.2 61.1 100 23.3 76.7 結晶溶液的Na 2 Cr 2 O 7 濃度不宜高于74%。若溶液濃度過大，在冷卻時易形成大量晶核，使晶面發展不完整，而生成針狀結晶。 結晶時為了降低溶液的過飽和度，應將溶液稀釋至含Na 2 Cr 2 O 72H2 O1700g/L 以下，可獲得顆粒較大的

12、晶體，結晶的純度較高，并有利于脫除母液。工廠數據表明，結晶濃度對重鉻酸鈉產品質量產生顯著影響，見表12-2所示。 冷卻速度對結晶形狀產生一定影響，快速冷卻形成大量晶核，易產生晶粒不均一的微粒結晶。為獲得大顆粒結晶，間歇操作的結晶器應控制結晶時間為1224h。晶體形狀除與上述因素有關外，尚受溶液純度的影響。由于晶體成長是鹽類質點在晶面上的吸附作用所致，當晶面吸附雜質后會阻礙晶體長大，而易形成不均勻的細粒破碎晶體。結晶液中的鐵、鋁、鉻的三價金屬離子及硅可產生這種阻礙作用。 二、結晶中的硫酸鹽含量重鉻酸鈉結晶中的硫酸鹽含量由結晶液的酸化率、操作方式、濃度、澄清溫度以及溶液純度等因素決定。 （一）酸化

13、率結晶液的酸化率對晶體含量及硫酸鹽量產生較大影響。當用硫酸法生產時，酸化率不宜低于100%，以避免結晶液中存在鉻酸鈉。鉻酸鈉在結晶過程中能形成Na 2 CrO 46H 2 O晶體，它的含鉻量較低，僅為Na 2 Cr 2 O 72H2 O的55.2%，而使產品含量降低。此外，Na 2 CrO 4 與Na 2 SO 4 ，可生成混合晶，使晶體中硫酸鹽含量增高。圖12-4 Na 2 Cr 2 O 7 飽和溶液中Na 2 SO 4 的溶解度在酸化率低于100%的結晶液中補加酸性較高的母液，雖然也可將酸化率調整至100%以上，但往往難以獲得良好效果。這是由于酸化率較低的溶液黏度明顯增高，而使硫酸鈉分離造

14、成困難。例如，在75時，40%Na 2 Cr 2 O 72H2 O溶液黏度為0.83mPas;而在相同溫度下同濃度的Na 2 CrO 4 溶液的黏度增高至1.88mPas。有時當結晶液中三價金屬離子及硅含量增高時，可生成類似膠體的懸浮物，而使產品中的硫酸鹽含量明顯增高。 （二）結晶液濃度及澄清溫度 將重鉻酸鈉及硫酸鈉的混合溶液蒸發至共飽點時，溶液中的硫酸鈉幾乎可完全呈固相析出。一般情況下硫酸鈉晶體在重鉻酸鈉溶液中的沉降速度可達到1m/h左右，但若溶液酸化率過低、濃度過濃或溫度過低而使溶液黏度增高時，硫酸鈉的沉降速度變慢，使分離發生困難。因此，二次酸性蒸發溶液的密度不宜高于1.99g/cm 3

15、（72B）;此外，真空蒸發使溶液沸點下降也使黏度增高，為加速硫酸鈉晶體的沉降，應將溶液在常壓下升溫至110左右，然后再進行澄清分離，才能取得較好的分離效果。 增高重鉻酸鈉溶液的溫度，由于降低了溶液的黏度有利于硫酸鈉的沉降分離;但硫酸鈉在重鉻酸鈉溶液中的溶解度卻隨溫度的升高而增大，不利于硫酸鈉的分離。從圖12-4Na 2 SO 4 在Na 2 Cr 2 O 7 飽和溶液中的溶解度可知:Na 2 SO 4 在Na 2 Cr 2 O 7 飽和溶液中的溶解度在較低溫度下隨溫度升高而下降，至50左右達最低值，其值為55g/1000g游離水;若進一步升高溫度則溶解度反而增大，溫度在100時溶解度約為80g

16、/1000g游離水;特別是在100以上，硫酸鈉溶解度升高的趨勢驟增，至120時溶解度大致為135g/1000g游離水。從上述原因出發，在分離硫酸鈉時重鉻酸鈉溶液的溫度并不是越高越好，而是具有一個比較適宜的溫度范圍。工業生產控制分離硫酸鈉的澄清溫度為110。表12-3 溶液中含硅量對重鉻酸鈉產品質量的影響 產品含硅量SiO2gkgNa2Cr2O7.2H2O 產品含量Na2Cr2O7.2H2O(w) 硫酸鹽 SO4 0.23 1.06 98.4 97.8 0.25 0.40以上 （三）結晶液的純度結晶液中存在鐵、鋁、鉻等三價金屬離子或硅膠等膠狀物時，可影響晶體的成長，此時往往形成微粒晶體。此外，由

17、于膠狀物的存在，使溶液黏度增大，而阻礙硫酸鈉的沉降，使產品硫酸鹽含量明顯增高。溶液中含硅量對產品質量的影響見表12-3所示。 （四）硫酸鹽在各操作點的排出量為防止硫酸鈉進入成品，應控制大部分硫酸鈉在生產系統前段的低濃度溶液中析出。 當采用中性蒸發流程時，硫酸鈉在各操作點的排出量除與濃度有關外，尚與操作方式有關。洗液返回酸化的中性蒸發-酸化工藝流程可由圖12-5表示。 中性蒸發-酸化工藝時硫酸鈉在各操作點的排出比例大致為:酸化反應55%60%;一次酸性蒸發36%38%;二次酸性蒸發2%4%。當不用中性蒸發工藝，酸化液采用強制循環蒸發-連續脫硝工藝時，95%以上的硫酸鈉可從60B蒸發液中脫除。 三

18、、結晶中氯化物含量系統中氯化物主要由純堿帶入，為制取優質產品必須采用氯化物含量較低的純堿原料。在生產過程中氯化物可通過下列途徑排出系統。 （一）焙燒過程脫除氯離子 鉻鐵礦的氧化焙燒過程中，部分氯化鈉可發生分解作用，化學反應式為:2Fe（CrO 2 ） 2 +8NaCl+5.5O 2 4Na2CrO4+Fe2O3+4Cl 2 這種分解作用是不完全的，發生分解的氯化鈉量極為有限。（二）酸化過程脫除氯離子鉻酸鈉溶液酸化過程中，部分氯化鈉可生成氯化鉻酰、氯氣及氯化氫氣體，化學反應式分別為: Na 2 Cr 2 O 7 +4NaCl+3H 2 SO 42CrO 2 Cl 2 +3Na 2 SO 4 +3

19、H 2 O2NaCl+H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2HCl Na 2 Cr 2 O 7 +14HCl2CrCl 3 +2NaCl+7H 2 O+3Cl 2上述反應只有在反應介質中存在大量游離酸的條件下，反應才較明顯，當酸化液中游離酸量減少時，反應趨向緩和。 （三）蒸發過程脫除氯離子 當系統中氯化物量積累過多，在蒸發過程中氯化鈉可形成晶體，隨同硫酸鈉一起排出。從圖12-6Na 2 Cl 2-Na 2 Cr 2 O 7 系統溶解度圖知，氯化鈉的溶解度隨著重鉻酸鈉溶液濃度的增高而下降。至共飽點時，氯化鈉的溶解度急劇下降，因此部分氯化鈉可在蒸發過程中除去。顯然這種借溶解度特性分離氯化鈉的作

20、用，只有當系統中的氯化鈉量達到飽和時才可發生。 NaCl在Na 2 Cr 2 O 7飽和溶液中的溶解度不僅與溶液濃度有關，且受溫度的影響。NaCl在Na 2 Cr 2 O 7飽和溶液中的溶解度如圖12-7所示。圖12-6 Na 2 Cl 2 - Na 2 Cr 2 O 7系統溶解度圖圖12-7 Na 2 Cr 2 O 7飽和溶液中的NaCl溶解度 從圖12-7可知:升高溫度，NaCl在Na 2 Cr 2 O 7飽和溶液中的溶解度隨著下降，至50左右時達到最低值，溶解度為50g/1000g游離水。進一步升高溫度，溶解度隨著升高，超過80時溶解度的上升速度急劇增大，至100時溶解度增加至約80g/

21、1000g游離水。實際上在一般情況下，系統中氯化鈉含量不致達到飽和狀態，因此升高溶液溫度對重鉻酸鈉產品含氯量不發生明顯影響。 Na 2 Cr 2 O 7-Na 2 SO 4 -NaCl-H 2 O系統見表12-4所示。表12-4 Na 2 Cr 2 O 7-Na 2 SO 4 -NaCl-H 2 O系統 溫度 溶液組分w 固 相 Na2Cr2O7 Na2SO4 NaCl 20 62.50 64.26 62.22 0.273 0.253 1.670 1.650 Na2Cr2O7.2H2ONaCl Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4 Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4+NaCl 40

22、66.71 67.75 66.42 0.190 0.182 1.225 1.228 Na2Cr2O7.2H2ONaCl Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4 Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4+NaCl 75 74.77 75.73 74.68 0.141 0.141 0.752 0.754 Na2Cr2O7.2H2ONaCl Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4 Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4+NaCl 95 79.00 80.03 79.10 0.188 0.183 0.711 0.705Na2Cr2O7.2H2ONaCl Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4

23、Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4+NaCl 125 81.77 77.52 80.94 81.83 81.09 0.312 0.295 0.312 1.094 0.887 0.894Na2Cr2O7Na2Cr2O7.2H2ONaClNa2Cr2O7.2H2ONaCl Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4 Na2Cr2O7.2H2O+Na2SO4+NaCl （四）結晶脫水脫除氯離子 NaCl大部分積累在母液中，重鉻酸鈉晶體充分脫除母液，并將母液排出系統制造其他鉻鹽產品，不使氯化物在生產系統中過度積累，可有效的降低產品含氯量。生產系統中氯化鈉含量變化情況見表12-5所示。表12-5 生

24、產系統中氯化鈉含量變化情況 料 液相對密度 濃度(gL) w NaCl(g1000gH2O) NaCl(g1000g Na2Cr2O7)Na2Cr2O7 NaCl Na2Cr2O7NaCl濃中性液酸化液酸性蒸發液母液 1.40 1.37 2.00 1.77 500 516 1636 1237 4.28 3.96 5.2812.52 81.8 61.8 0.26 0.71 14.8 18.9 8.56 7.68 3.23 10.15 四、結晶色澤 2水重鉻酸鈉是鮮艷的橙紅色晶體，它的色澤隨酸度的增高而變深。當游離酸量增高時，因部分Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O轉變成Na 2 Cr 3

25、O 10 H 2 O而使晶體呈紅褐色。此外晶體中含鐵及三價鉻離子時，可使結晶色澤變成黑褐色。特別是三價鉻，它對結晶色澤影響更大，即使少量三價鉻也可使晶體色澤變差。系統中鐵及三價鉻離子主要來自以下幾方面。 （一）游離酸對設備的腐蝕 鉻酸鈉及重鉻酸鈉為緩蝕劑，它們對金屬不具腐蝕性。但當溶液含游離酸時，對金屬就產生腐蝕作用。它的腐蝕性隨酸度的增強而加劇，三價鉻及鐵離子的主要來源是游離酸對設備的腐蝕所致。這種作用的化學反應式為: Fe+H 2 SO 4FeSO 4 +H 2 Na 2 Cr 2 O 7 +6FeSO 4 +7H 2 SO 4Cr 2（SO 4 ） 3 +3Fe 2 （SO 4 ） 3

26、+Na 2 SO 4 +7H 2 O （二）氯離子的還原作用 當氯離子濃度較高時，在酸性介質中對六價鉻可產生還原作用，化學反應式為: Na 2 Cr 2 O 7 +12NaCl+7H 2 SO 4 2CrCl 3 +7Na 2 SO 4 +7H 2 O+3Cl 2 這種還原反應只有當存在大量游離酸時才能發生。重鉻酸鈉母液的酸度較高，并積累了大量氯離子，而使腐蝕性增強。 （三）有機雜質及還原性物質的作用 生產系統中若進入有機雜質或其他還原物，在酸性介質中可產生還原作用而生成三價鉻。例如，當硫酸中含有少量亞硫酸時，它可產生下列反應:Na 2 Cr 2 O 7 +3H 2 SO 3 +H 2 SO

27、4 Cr 2 （SO 4 ） 3 +Na 2 SO 4 +4H 2 O （四）鉻酸鈉堿性溶液中含有亞鉻酸鹽鉻鐵礦在焙燒過程中不可避免會形成少量亞鉻酸鹽，而使鉻酸鈉溶液帶有三價鉻，但它在中和去鋁時可隨著氫氧化鋁一起除去，僅極有限量的三價鉻留在中性液中。 五、水不溶物重鉻鈉晶體中的水不溶物主要由以下物質組成:鉻酸鈉中性液中的硅鋁酸鹽，由可溶性鈣轉變成的硫酸鈣，襯鉛設備因腐蝕形成的硫酸鉛和鉻酸鉛以及其他機械雜質等。 六、結晶的吸濕性及結塊性 結晶的吸濕性由其濕度常數所定。重鉻酸鈉及鉻酸酐的濕度常數如表12-6所示。表12-6 六價鉻鹽的濕度常數 固 相溫度濕度水蒸氣壓力kPa(mmHg)Na2Cr2

28、O7.2H2OCrO3K2CrO4 20 20 20 52 35 88 1.2(9.03) 0.81(6.08) 2.04(15.3) 從表12-6知:鉻酸酐的吸濕性大于重鉻酸鈉的吸濕性;而鉻酸鹽的吸濕小于重鉻酸鈉的吸濕性。即重鉻酸鈉晶體的酸度越高越易吸潮;降低酸度可以減小吸濕性。鹽類的吸濕性并受相對濕度的影響。如上海地區夏季的相對濕度為83%;冬季為76%，即晶體的吸濕性夏季比冬季大。由于重鉻酸鈉的吸濕性較大，若長期暴露于空氣中可不斷吸收水分，至全部溶解成飽和溶液為止。 重鉻酸鈉晶體的結塊性與其吸濕性是直接相關的，它的結塊是由于晶體表面吸附了水分構成飽和溶液，以后當溫度下降時析出新晶粒，這些

29、晶粒能將原有晶體顆粒黏結在一起，而造成晶體的結塊。因重鉻酸鈉的溶解度隨酸度的增高而增大，即晶體表面吸附水分所構成飽和溶液的濃度隨酸度增高而變濃，因此重鉻酸鈉晶體的結塊性隨著酸度的增高而變大，即降低晶體的酸度可改善產品的結塊性。 第四節 結晶裝置和干燥裝置 、結晶裝置 強制循環連續真空結晶器見圖12-8。 重鉻酸鈉的結晶設備一般采用真空操作，采用夾套水冷的搪玻璃反應鍋，裝置簡單，間歇操作，但生產能力較低。 采用強制循環連續真空結晶，由于料液喂入結晶器后立即與大量循環母液混合，降低了過飽和度，可獲得晶粒尺寸一致的粗粒晶體，且避免了結晶器的結壁，能實現連續操作，適用于大型生產。強制循環連續真空結晶器

30、的主要工藝參數:分離室直徑1m，高度1.85m，循環管直徑0.21m。料液濃度14901640g/L（以Na2Cr 2 O 7 2H 2 O計）。溫度 8595真空度 93.396.0kPa（700720mmHg）循環母液溫度4852時，圖12-8 強制循環連續真空結晶器1 噴灑器;2汽液分離器;3分離室;4中心管;5結晶器;6料漿管;7排料離心泵;8循環泵;9間壁冷凝器;10三級蒸汽噴射泵;11水封;12加料罐循環母液溫度3540時，98.098.6kPa（735740mmHg）生產能力 料液6m 3 /h晶體11.5t/h晶粒尺寸 0.60.74mm 二、干燥裝置 重鉻酸鈉干燥裝置可用沸騰

31、干燥器，產品在干燥器內停留時間極短，不易失水，仍可保持結晶的良好外觀。 沸騰干燥器結構見圖12-9所示。沸騰床由進料室及干燥室兩部分組成。進料室內裝有耙式攪拌器，以將濕結晶耙入干燥室。沸騰床尺寸為800mm3800mm，其中干燥室長為3000mm，進料室長為800mm。兩室間用高約80mm的擋板隔開。干燥室出料端裝有高度為5060mm的擋板，調節擋板高度可改變沸騰層的高度。沸騰床孔板下的布氣室截面隨氣流方向逐漸縮小，以使多孔板各點保持均壓。布氣室進氣端高度約800mm;出氣端高度降低至200mm。沸騰干燥器的規格、性能如下:沸騰床多孔板尺寸:800mm3800mm;多孔板總面積3m 2 ;開孔

32、尺寸及孔間距22.5mm，10mm;開孔面積0.14m 2 ;開孔率約5%;沸騰層高度約200mm;氣體溫度進口120，出口70;操作壓力布氣室正壓，沸騰室負壓98Pa（10mmH 2 O）;物料含Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O為進料94%96%，出料103%105%;產量1.2t干產品/h;鼓風機風量10000m 3 /h;排風機風量12000m 3 /h;風壓2.35kPa（240mmH 2 O）。圖12-9 重鉻酸鈉沸騰干燥器1進料口;2攪拌器;3隔離擋板;4干燥室;5多孔板;6空氣出口;7調節擋板;8出料口;9調節風門;10布氣室;11加熱室;12加熱管;13空氣進口 第五節

33、 無水重鉻酸鈉 商品重鉻酸鈉一般為2水物。由于2水物易潮解、結塊，與其他物料干混時不易混勻。生產無水物不僅給應用帶來方便，且用無水重鉻酸鈉與發煙硫酸反應制取鉻酸酐，能利用自熱反應節省熱源，并可提高鉻酸酐質量及收率。 無水重鉻酸鈉可用機械造粒法、噴霧干燥法、熔融制片法及結晶稀釋法制取。 一、機械造粒法顆粒重鉻酸鈉生產工藝見流程圖12-10。圖12-10 顆粒重鉻酸鈉生產工藝流程圖 1預熱槽;2，14離心泵;3濃縮槽;4濃縮鍋;5雙攪拌軸造粒機;6螺旋輸送機;7破碎機;8顆粒分離倉;9旋風分離器;10閘板;11輥式輸送機;12振動器;13循環堿液槽; 15，18洗滌器;16水環真空泵;17，19分

34、離器;20排風機重鉻酸鈉溶液含Na 2 Cr 2 O 7 2H 2 O為16401710g/L，先濃縮至含Na 2 Cr 2 O 7 88%89%;再進一步濃縮至Na 2 Cr 2 O 7 94.5%95.5%。然后用真空雙攪拌造粒機造粒，經錘式破碎機破碎至粒度小于15mm，最后進行分級，得無水顆粒產品。 二、噴霧干燥法圖12-11為噴霧干燥制取無水重鉻酸鈉顆粒產品的工藝流程圖。圖12-11 顆粒重鉻酸鈉噴霧裝置工藝流程圖1溶液預熱槽;2透平鼓風機;3天然氣燃燒器;4燃燒室;5料液泵;6空氣加熱器;7破碎裝置;8霧化器;9噴霧干燥器;10產品倉;11旋風分離器;12噴霧裝置;13回收裝置;14

35、離心泵;15回收液貯槽;16排風機濃度為含Na 2 Cr 2 O 72H 2 O1640g/L的重鉻酸鈉溶液，先預熱至70105，用泵送至霧化器，在噴霧干燥器中脫水干燥。干燥室溫度為230280，用天然氣加熱，氣體進口溫度為360375。沸騰床面積為0.5m 2 ，產率約660kg/h，產品含CrO 3 為74.1%75.6%（折合Na 2 Cr 2 O 72H 2 O為97.1%99.0%），顆粒直徑為35mm。 三、熔融制片法 熔融制片法可制成面積為1cm 2 、厚0.5mm，表觀密度為1.10g/cm 3 的無水重鉻酸鈉。熔融制片法裝置示意圖見圖12-12。 鋼制回轉管式蒸發器1分為預熱段及熔融蒸發段，重鉻酸鈉溶液從料槽1以100kg/h的速度送入蒸發器預熱段。預熱段內裝有加熱管，在此用來自加熱器4的尾氣預熱，尾氣經凈化后排放。加熱器將載熱體熔鹽加熱至410，經排管噴淋器進入蒸發器蒸發熔融段，使重鉻酸鈉脫水熔融。釋出的廢蒸汽經導管排放。 離蒸發器溫度為380的熔融無水重鉻酸鈉以87kg/h的流速流至制片機6的收集槽中。制片機滾筒尺寸為290mm290mm，轉速為1020r/min。筒體內充有熔鹽