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品质源于设计。每一个成功的工业化项目都是顺其自然的。否则，事情会告诉你该怎么做。
本文主要介绍一些工业结晶工程实践中常见的规律，供大家参考，具体到具体物性方面，也需要根据研究体系的具体特点进行设计和优化，不加思考的照搬，危害极大，切记！！！
结晶工艺的选择与确定：1）结晶工艺的选择主要依据溶解度与温度的关系，具体见早期文献。2）但在实际工业化过程中，需要综合考虑产品指标和公用工程具体情况，不能一概而论。例如MVR与多效蒸发结晶，哪种方式更合适，需要具体问题具体分析。3）冷却与蒸发都可以实现产品的分离与纯化，但冷却结晶往往比蒸发结晶更容易控制。因为冷却结晶涉及固相与液相，而蒸发结晶在固相与液相的基础上又增加了气相，控制难度也相应增加。一般来说，冷却结晶更容易得到大颗粒的晶体产品。同理，可以思考：4）间壁冷却与负压绝热闪蒸冷却也各有优缺点。 前者无气相，平均粒径大，但热交换界面易产生结疤，后者则相反。5）溶解结晶与反应结晶类似，局部混合很重要，需充分注意。6）如能采用熔融结晶，则不要采用溶液结晶。
熔体结晶的控制瓶颈是传热；溶液结晶的控制瓶颈主要为传质。
蒸发结晶（溶剂为水）蒸发量：单位换热面积蒸发量粗略估算：传热系数K×传热温差△T÷水的汽化潜热（~/kg），换热器单位面积蒸发量为20kg/h-70kg/h/㎡换热面。例如MVR蒸发结晶，有效传热温差一般为8℃，若传热系数K=1200w/㎡/℃，可估算单位换热面积蒸发量为15kg/h，若传热系数K=2400，蒸发量就变成30kg/h，因此强化换热，提高K值非常重要。
换热管：用于蒸发结晶的换热器，建议使用φ38、φ25管，管越粗，运行时间越长。管不堵就没事，堵了管子多粗也无所谓。管内流速为1.5~3m/s，避免管内物料单程温升过高，防止管内汽化。有人问能不能用板式换热器，这个要看板式换热器的结构，以及通过板式换热器的物料性质，如果物料与设备特性匹配好，当然可以用。
过饱和控制在介稳区内：对于晶体生长，必须严格控制过饱和的产生和消除。也就是说，要保持在介稳区内操作。对于大多数产品，根据溶解度与温度的关系，过冷度大致可控制在△T=1-3℃或“最大允许过冷度”的一半。溶液浓度/饱和浓度=1.02-1.05。若以氯化钠产品估算，循环料与进料的比例约为100-200：1。△C=P/Q，P-晶体产品产量kg/h，Q-循环泵流量，m³/h，△C-绝对过饱和度，kg/m³。强烈建议自行测试介稳区宽度。介稳区宽度分为一次成核介稳区宽度和二次成核介稳区宽度。 工业化生产中主要考虑二次成核介稳区宽度，目前发表的文献多为一次成核介稳区宽度，工业化生产过程中介稳区宽度控制在一次成核介稳区宽度的10%-30%之间。一般含结晶水的液体介稳区宽度比不含水的无机物介稳区宽度宽，有机体系介稳区宽度比有机体系介稳区宽度宽。过饱和不仅与大小有关，还与分布有关，要特别注意混合、传热界面、搅拌叶片附近的过饱和大小。机械搅拌可以减小介稳区宽度。
控制过饱和度，使过饱和度主要以生长形式消耗，避免一次成核，控制二次成核。通常成核晶体的尺寸为0.1至10微米。
避免在液体清澈的状态下开机，开机时最好加入晶种，如加入产品体积10%的细晶种。
晶体生长速度：溶液结晶约为0.1-0.8 mm/h，熔融结晶比溶液结晶快1至2个数量级。对于大多数体系，10-7m/s的生长速度发生在30°C左右，但对于NaCl，直到70°C才出现此速度。例如，在10-7m/s的生长速度下，晶体在3小时内生长到2毫米；如果生长速度为10-9m/s，则晶体需要10天才能长到2毫米。
过度混合通常会抑制生长。混合还会影响晶体尺寸分布 (CSD)，特别是在反应结晶中，因为晶体的二次“接触成核”会撞击泵和搅拌器叶轮。
晶体的典型目标平均粒径为0.075~3毫米方形或圆形，大多数为1~1.5毫米。
清洗晶体至关重要：清洗太少会导致产品纯度低；清洗太多会导致晶体重新溶解并导致产量损失。
热量计算：冷却时需加2.9kJ/kg/K（估算比热）加上75-230kJ/kg结晶热才能结晶产品。水分蒸发需4.6MJ/kg结晶产品（对于溶解度为33%的产品，如氯化钾）。浆状固液混合物的粘度为液相粘度的1.5~2倍。传热系数：冷却结晶的K值一般在150-350w/㎡/K之间，蒸发的K值一般在800-3200 w/㎡/K之间。
操作方式：0.5吨/小时以内的产量多采用间歇操作。间歇操作比连续操作更容易获得粒度更均匀的产品，但批次间保持稳定性较困难。典型的产品粒度为0.15至0.8毫米。
结晶器类型：1）FC应用最为广泛，用于需要高蒸发速率或溶液粘度比较大的情况。它操作非常稳定，停留时间可长可短。典型产品粒径为0.1-0.4mm。例如氯化钠、硫酸钠、碳酸钠一水物、柠檬酸、尿素、糖。2）DTB结晶器：设备内有过饱和生成区、晶体生长区和清液澄清区，流体流动为全混合活塞流之间。母液被泵送到垂直中心导管，母液溢流并沿环状流下，将每次通过加热面产生的温升限制在1℃以下，成核率被限制在很低的值，操作过程中固体悬浮液的表观沉降体积为25-50%。典型产品粒径为0.3~3mm。适用于多级冷却操作、间歇操作和反应结晶器。 3）奥斯陆结晶器：晶体经过分级和流化。通常用于粗晶体（硫酸铵）和沉降速度快的晶体（硫酸镍）。典型产品直径为2-3mm及以上。提供更大的晶体尺寸和更窄的CSD。 4）刮板结晶器：温度范围宽，从-75°C到100°C。液体通过冷却器时的温度下降为1-2°C；通常ΔT在5-10°C范围内，但它可以在比壳管式热交换器高得多的ΔT下运行。适用于溶质的溶解度具有中等或严重的温度关系的应用。适用于沸点升高非常高（例如NaOH）或温度太低而需要真空或粘度高达 s或固体浓度高达65％w/w固体的应用。典型产品直径0.1-0.8mm。 需要清洗循环。典型速度为 15-30rpm；更高的速度可改善热传递，但剪切会产生较小的晶体。5) 直接接触制冷：制冷剂直接注入母液 ML。避免了表面冷却问题，并且不会留下疤痕。典型产品直径为 0.3-3 毫米。例如，对二甲苯接触丙烷。
MVR即机械蒸汽再压缩，只是二次蒸汽再利用的一种方式，它只是一个泵，特别是压缩机的适用工况和范围，选择时要充分注意，可调空间不是很大，对于物料成分和处理量变化较大的废水处理蒸发结晶工艺，选择MVR蒸发结晶要特别谨慎，单独使用往往不适应工况。
蒸发结晶是一个系统工程，需要从工艺参数、设备结构、仪表及控制等方面进行综合考虑和优化，要遵循客观规律。比如常用的撬装式MVR蒸发结晶设备，我们需要思考，如果你的循环泵是轴流泵，那么要求的安装高度是多少？撬装式设备能满足泵的安装要求吗？
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主要参考文献：Woods, R. Rules of Thumb in .