連續(xù)沉淀平流式沉降器

平流式快速沉降器是作者近年設計的一種新型設備。它針對傳統(tǒng)的連續(xù)沉淀器效率低、設備龐大笨重、工作不穩(wěn)定、容易“反底”等缺點，作出了根本性的改進。它可以大幅度地提高蔗汁沉降過程的效率，在確保清汁質(zhì)量良好的前提下，簡化設備，縮小設備體積，縮短蔗汁停留時問，減少蔗糖轉(zhuǎn)化減少投資，簡化操作管理。

平流式沉降器使液體以平流方式流動，即沿水平方向流動，完全不干擾微粒的沉降。微粒的沉降過程能夠平靜穩(wěn)定地進行，沉降速度快。因為清液不是向上流，不會將微粒帶走，清液的清度就高很多，“反底”的可能性很小。沉降器的效率大幅度提高，所需的面積和高度都可以減少30% -50%。這就大大地縮小設備的體積和占地肉積，節(jié)省設備和廠房的費用。這種設備便于使用和管理，不需要專人操作。

這種沉降器的上部為圓筒形、是沉降區(qū)，內(nèi)部裝有多件擋板，使進人的蔗汁沿著水平方向平靜地以層流的方式流功，蔗汁水平流動的趾離相場大（如10m或以上），有充足的沉降時間，讓沉淀物平靜地逐漸下沉。沉降器的下部為圓錐形，是泥汁濃縮區(qū)，內(nèi)有低速旋轉(zhuǎn)的機械撥槳，促進泥汁增濃，和將沉淀物撥向錐體底部處集中排出。圓筒形的一側(cè)裝有人汁分布箱，使蔗汁均勻地、平緩地流人器內(nèi)。另一側(cè)有兩個出汁控制箱，均勻地放出器內(nèi)兩個區(qū)域的清汁，和自動保持一定的器內(nèi)工作液面。沉降器內(nèi)浮起的浮渣另行分離排出，不進人清汁中確保清汁質(zhì)量。

這種沉降器還有一個有利因素，就是蔗汁水平流動的距離比較長，蔗汁順著一定的通道向前流動，后入的蔗汁一和先入的蔗汁基本上不會相遇，因而蔗汁條件變化時也不會產(chǎn)生明顯的對流，不會因此而“反底”，工作狀況就穩(wěn)定得多 。2100433B

傳統(tǒng)的連續(xù)沉淀器為什么會“反底”"para" label-module="para">

過去一般認為，沉淀器“反底”是由于蔗汁質(zhì)量不好，或澄清技術條件不適合，或技術條件控制不穩(wěn)定等。無疑，這些因素對蔗汁沉降過程有一不良的影響，但從根本上分析，沉淀器“反底”的主要原囚是它的結(jié)構(gòu)和工作模式不合理。

糖廠傳統(tǒng)使用的連續(xù)沉淀器，包括多爾式和單層式，蔗汁都是從器體中央較低的位置處進入，分散到器體的整個截面上，緩慢地向上升，從上方的環(huán)形出口管（或環(huán)形槽）放出；蔗汁的上升速度，在多爾沉淀器中一般為0.7-1.3cm/min，在單層沉降器中一般為3-5 cm/min蔗汁中的懸浮微粒則向下沉降。在這個沉降工作區(qū)中，微粒向下沉而蔗汁向上流，兩者的運動方向正好相反。這使微粒的沉降受到向上流動的蔗汁的直接干擾，工作不穩(wěn)定，微粒沉降慢，難以達到完全。這種逆向流動的模式是連續(xù)沉淀器工作不穩(wěn)定和容易“反底”的基本原因。

在這種沉淀器中，如果微粒的沉降速度小于汁液向上流動的速度，微粒就被蔗汁帶走，使清汁變濁。只有在微粒的沉降速度大于汁液向下流動的速度時，微粒才能夠相對地向下沉降（這猶如“逆水行舟，不進則退”） 。

連續(xù)沉淀器是亞硫酸法糖廠的重要設備，對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力都有很大影響。它是糖廠中體積最龐大的設備，蔗汁在其中的停留時間長達1個多小時。不過，它的工作穩(wěn)定性并不理想，不少糖廠沉淀器放出的清汁質(zhì)量不好，甚至有時發(fā)生“反底”，影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn)。

連續(xù)脫溶又可分為二類：①均勻脫溶。指沉淀相在母相晶粒內(nèi)均勻分布，與母相常有一定位向關系。常見的是平行于基體低指數(shù)面呈片狀魏氏組織形貌；②不均勻的脫溶。指在晶界、滑移帶、非共格孿晶界等處優(yōu)先形核，析出過渡沉淀相或穩(wěn)定的沉淀相。

在過冷度較小的情況下，通常發(fā)生不均勻脫溶；過冷度較大時，則傾向于均勻沉淀 。

連續(xù)沉淀或稱連續(xù)脫溶，是指單相脫溶過程在母相中各處同時進行，這通常是在過飽和程度比較低的情況下發(fā)生，或者在沉淀相與母相錯配度比較大的合金中出現(xiàn)。脫溶分解時母相成分連續(xù)地由過飽和狀態(tài)向飽和狀態(tài)轉(zhuǎn)變，母相的晶粒外形和取向均不改變的一種脫溶分解 。

沉淀平衡判斷沉淀的溶解與生成

利用溶度積K_sp可以判斷沉淀的生成、溶解情況以及沉淀溶解平衡移動方向。

（1）當Q_c>K_sp時是過飽和溶液，反應向生成沉淀方向進行，直至達到沉淀溶解平衡狀態(tài)（飽和為止）；

（2）當Q_c=K_sp時是過飽和溶液時是飽和溶液，達到沉淀溶解平衡狀態(tài)；

（3）當Q_c sp時是不飽和溶液，反應向沉淀溶解的方向進行，直至達到沉淀溶解平衡狀態(tài)（飽和為止）。

以上規(guī)則稱為溶度積規(guī)則。沉淀的生成和溶解這兩個相反的過程它們相互轉(zhuǎn)化的條件是離子濃度的大小，控制離子濃度的大小，可以使反應向所需要的方向轉(zhuǎn)化。

沉淀平衡判斷沉淀的轉(zhuǎn)化

所謂沉淀的轉(zhuǎn)化，是指在含有一種難溶物沉淀的溶液中，加入另一種沉淀劑，是原來的沉淀轉(zhuǎn)化成另一種沉淀。例如，在有AgCrO ₄（磚紅色）沉淀的溶液中，滴加NaCl溶液，AgCrO4沉淀迅速地轉(zhuǎn)化成AgCl（白色）沉淀。

根據(jù)平衡移動原理，利用難溶物質(zhì)的溶解度使沉淀進行轉(zhuǎn)化。即由一種難溶的物質(zhì)（溶解濃度大）轉(zhuǎn)化成更難溶的物質(zhì)（溶解濃度小）才能發(fā)生，反之，就難以使沉淀轉(zhuǎn)化，這就是沉淀轉(zhuǎn)化的條件。

因此，沉淀轉(zhuǎn)化的過程，實際上也是平衡移動原理的體現(xiàn)，其中包含兩個過程：舊沉淀的溶解和新沉淀的生成。舊沉淀的溶解度越大，新沉淀的溶解度越小，沉淀的轉(zhuǎn)化越容易進行，反之，就難于進行，甚至不可能。但是，在新沉淀和舊沉淀的溶解度相差不大的時候，兩個方向的轉(zhuǎn)化都有可能，這是轉(zhuǎn)化過程的方向取決于兩種沉淀例子濃度的大小。

沉淀硬化機理是因為金屬材料中第二相粒子從過飽和固溶體里析出而引起應變，從而引起金屬點陣的強化。造成最大強化是在形成可見的第二相粒子之前，這個階段稱為析出的孕育階段。在這個階段，要析出來形成第二相的原子，傾向于成群地堆積，它們與母相保持連續(xù)的共格聯(lián)系，就在這個時候發(fā)生了最大的應變，從而產(chǎn)生了最大的強化。

沉淀硬化處理有兩個作用。①消除馬氏體的應力，增加韌性、塑性和耐蝕性。②通過析出金屬間化合物而增加硬化效果。

不銹鋼的沉淀硬化是復雜的熱處理過程。研究發(fā)現(xiàn)，當沉淀硬化處理加熱時，馬氏體中的鋁以Ni-Al金屬間化合物的形式析出，析出的數(shù)量取決于反應的時間和溫度。但是當析出群長到臨界尺寸時，在兩相之間形成了界面而與母相失去了共格關系，從而減弱了點陣的應變，降低了強度，這種現(xiàn)象叫“過時效現(xiàn)象” 。

為了得到純凈、較大的晶粒，以及結(jié)構(gòu)緊密、易于洗滌的沉淀物，在沉淀時應根據(jù)沉淀物的性質(zhì)控制適當?shù)某恋項l件。

一、晶形沉淀的沉淀條件：

1）沉淀應在稀溶液中進行。

2）在不斷攪拌下將沉淀劑緩慢地加入熱溶液中。

3）選擇合適的沉淀劑。

4）進行陳化。

二、非晶形沉淀物的沉淀條件：

1）在較濃的溶液中進行沉淀，沉淀劑加入的速度要快一些。

2）在熱溶液中及電解質(zhì)存在的條件下進行沉淀。

3）趁熱過濾、洗滌沉淀物，不必陳化。

4）必要時應進行再沉淀。