在MVR蒸发结晶系统中,离心机是固液分离的关键设备,其选型直接影响最终产品的质量(如含水率、纯度)、运行成本(能耗、维护)、系统稳定性以及环保合规性(母液处理)。选择合适的离心机需要综合考虑多个因素:
一、核心考量因素:物料特性 (这是选型的基础)
1、晶体特性:
粒度及分布:晶体大小(平均粒径、最大/最小粒径)和粒度分布范围是决定性因素。粗大、均匀的晶体更容易分离,可选用过滤式离心机(如三足、平板、上悬式、卧螺)。细小、粘稠或粒度分布宽的晶体更适合沉降式离心机(如卧螺沉降离心机)或需要助滤剂的过滤离心机。
形状:球形或立方晶体易分离,针状、片状或树枝状晶体易堵塞滤网/滤布,分离难度大,对离心机类型和滤材要求高。
硬度/磨损性: 高硬度晶体(如某些盐类)对转鼓、筛网/滤布、螺旋输送器磨损严重,需选用耐磨材质(如硬质合金、陶瓷涂层、特殊聚合物)。
密度:影响沉降速度和分离因数需求。
溶解度:影响洗涤效果和母液温度控制(避免再溶解)。
粘性/可压缩性:粘性或可压缩性强的滤饼会降低过滤速率、增加卸料难度,可能需要刮刀卸料、特殊设计的滤布或更高的分离因数。
毒性/腐蚀性/爆炸性:决定设备材质(如 316L, 2205双相钢, 哈氏合金, 钛材, 衬塑/衬胶)和密封、防爆等级(ATEX等)。
2、悬浮液特性:
固含量:进料固含率影响处理能力和离心机型号选择。固含率过低可能更适合沉降式;过高则需考虑处理能力。
液相粘度:高粘度液体降低过滤和沉降速度,需要更高的分离因数或更长的分离时间。
液相密度:与固相密度差影响沉降速度。
温度:MVR结晶温度直接影响液相粘度、溶解度以及设备材质和密封的选择(高温)。
母液成分:腐蚀性、是否易结晶堵塞(需考虑清洗设计)、后续处理要求(对滤液澄清度要求)。
二、工艺要求
3、分离目标:
滤饼含湿率要求:要求越低,通常需要更高的分离因数、更长的分离时间、更好的滤饼脱液设计(如刮刀挤压)、或采用具有干燥功能的离心机(如虹吸刮刀离心机)。
滤液(母液)澄清度要求:要求越高,沉降式离心机(卧螺)通常效果更好;过滤式则需要更细密的滤布/筛网,但可能牺牲产能和易堵塞。虹吸原理也能提高滤液澄清度。
洗涤要求:需要去除可溶性杂质时,洗涤效果至关重要。活塞推料、刮刀、上悬式等可实现在线洗涤。洗涤次数、洗涤液用量、置换效率需考虑。
晶体破损要求:对晶体形态要求高的产品(如高端化学品、医药中间体),应避免剧烈搅拌或挤压,活塞推料、上悬式卸料较温和;卧螺沉降对晶体破损最小。
4、处理能力:
系统的设计产能(干固体量或悬浮液量)及可能的波动范围。
是连续运行还是批次运行?
MVR系统通常是连续的,因此连续或自动循环操作的离心机(卧螺、活塞推料、连续过滤离心机)更匹配。批次操作的离心机(三足、平板、刮刀、上悬)需要与结晶出料节奏匹配。