[发明专利]一种用于降膜结晶器的结晶管

说明书

技术领域

本发明涉及一种结晶分离提纯技术设备，具体地说，涉及一种用于 降膜结晶器的结晶管。

背景技术

降膜结晶法作为一种重要的液体混合物分离方法，具有能耗低、占 地小、产品质量好等优点，在石油化工、农药、医药等众多领域获得广 泛工业应用。该分离方法的关键设备是降膜结晶器。专利CN 1090514A 公开了一种降膜结晶器，该结晶器采用直立列管式，液体混合物呈膜状 流过管内壁，进行结晶，而传热介质呈膜状流过管外壁，进行热交换。 专利US 4552575也公开了一种直立列管式降膜结晶器，传热介质呈膜状 流过管外壁，而液体混合物充满管内，为了强化管内传热和传质，通过 管中央的导气管，向液体混合物中通入氮气，形成鼓泡层。

上述专利的不足之处在于，所用结晶管均为普通的光滑管，管外换 热介质的传热效率较低。尽管换热介质在管外壁呈膜状分散，但换热介 质沿管外壁向下流动时，具有沿管径向聚集的趋势，从而使换热介质分 散能力变差，这一方面减少了管外壁有效换热面积，同时由于局部流速 变小，边界层厚度增大，导致传热系数降低。因此，为了提高结晶管外 壁换热效率，需要对现有结晶管结构进行改进，增大管外传热面积和传 热系数，达到强化降膜结晶过程的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降膜结晶器的结晶管，同现有的结晶 管比较，该结晶管具有良好的换热介质分散能力，加大了有效换热面积， 提高了传热效率，从而强化了降膜结晶过程。

本发明是通过如下技术方案来实现的：在管子外壁设置有与轴向平 行或呈螺旋状分布的翅片，翅片高度在0.5～5mm范围内；翅片顶部开设 横向缺口，缺口形状为梯形、半圆形、长方形或锥形，缺口之间的间距 为5～50mm，当缺口形状为梯形或锥形时，缺口的开口角度θ为40～80°； 在翅片的顶部横向缺口之间开设有圆形、多边形或花形的孔道，孔道之 间的间距为5～50mm，孔道的孔径尺寸为翅片高度的1/5～4/5；翅片顶部 沿翅片延伸方向为光滑平面，或开设有槽，优选开设有槽，槽的形状为 锥形、半圆形或长方形。结晶管外壁设置的翅片沿管子轴向平行排列， 或呈螺旋状排列，或两者相互交替排列。

对于本发明所述的结晶管，换热介质沿翅片方向呈轴向或螺旋状绕 管外壁流动，同时，换热介质沿翅片开孔及顶部缺口，在翅片之间横向 流动。由于在结晶管外壁采用上述翅片结构，显著增加了管外壁换热介 质的换热面积，同时换热介质在管外壁流动时，分散均匀，不易形成局 部聚集。换热介质通过翅片上的孔道进行流动，破坏其在翅片表面形成 的边界层，增加换热介质的扰动程度，从而大大提高管外传热系数。

综上所述，本发明同现有技术相比，具有如下优点：(1)增大换热 介质与结晶管的换热面积；(2)增强了换热介质在管外壁的均匀分散性； (3)破坏换热介质在翅片表面流动边界层，提高传热系数；(4)良好的 换热性能降低降膜结晶过程能耗；(4)本发明所述的结晶管，结构紧凑， 便于加工。

附图说明

图1为本发明的结品管外壁翅片顶部为锥形槽的翅片分布示意图。

图2为本发明的结品管外壁翅片顶部为光滑平面的翅片分布示意图。

图3为本发明的结品管轴向平行的单亇翅片的侧面图。

图中标号表示：1-翅片，2-结晶管，3-翅片顶部开设的槽，4- 翅片顶部的横向缺口，5-翅片顶部的横向缺口之间的孔道。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的具体实施方案进行详细描述，但本发明 并不局限于此实施例。

图1、2为本发明用于降膜结晶器的结晶管[2]外壁翅片[1]分布示意 图。结晶管[2]外壁设有多个翅片[1]，其与结晶管轴向平行分布，或呈螺 旋状分布，但优选螺旋状分布。单个翅片[1]高度为0.5～5mm，沿翅片延 伸方向的翅片顶部呈光滑平面(图2)，或开槽[3]，槽[3]的形状为锥形 (图1)、半圆形或长方形。