[发明专利]连续式多阶恒温差冷却结晶器

说明书

本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种连续式多阶恒温差冷却结晶器，包括结晶器本体，结晶器本体顶部和底部分别设有进料口和出料口，结晶器本体内通过分腔隔板分隔为多个腔体，分腔隔板上设有可开闭的流体通道；每个腔体内单独配置换热装置和搅拌器，并进行单独温度控制，底腔的下部设有底搅拌器，每腔的搅拌器和底搅拌器通过搅拌轴连接驱动装置。本发明可进行连续化生产，降低了人工劳动强度，减少物料转运的能耗和污染、增加设备运用的效率，并可以保证结晶产品质量稳定可靠和工艺的重现性，减少同一物料不同批次之间的差别。

技术领域

本发明涉及一种连续式多阶恒温差冷却结晶器，属于化工设备技术领域。

背景技术

结晶是一个基本的化学工艺过程，结晶技术是一种从液体中分离出固体产品的常规技术，经常应用于各种化工领域的产品生产中，如化学试剂、药品、食品等均会涉及到结晶。在工业生产中，常用的结晶一般分为蒸发结晶和冷却结晶两种。冷却结晶的作用不仅是可以用来制取结晶物质，还是许多工艺过程不可分割的一部分，另一方面冷却结晶可以进行纯化作用，将物质提纯、净化，从而得到高纯度的产品或中间产物。结晶器是用于冷却结晶操作的一种化工设备单元，设备结构的优选及对物料的适应性尤为重要。

在冷却结晶过程中，物料浓度、物料温度、传热温差及传热速率和搅拌形式及速度对结晶物料的质量有很大的影响。现有的结晶过程设备为多批次、间歇式、换热速率慢、釜体外走料的操作方式，且普遍存在罐内物料没有一定的温度梯度，传热温差难以控制，搅拌不均匀等缺陷，从而导致结晶体的晶体粒度太细、晶型不好等缺陷，并可能导致晶体纯度不能满足要求从而严重影响产品质量；而且间歇式结晶方式的能耗高，操作周期长、人工操作强度大从而造成不同批次间存在操作误差严重影响产品质量。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种连续式多阶恒温差冷却结晶器，严格按照工艺路线规定进行逐级降温，具有明显温度梯度，可以对传热温差精确控制，搅拌均匀，满足结晶物料的高品质要求，性能稳定、结构紧凑。

本发明所述的连续式多阶恒温差冷却结晶器，包括结晶器本体，结晶器本体顶部和底部分别设有进料口和出料口，结晶器本体内通过分腔隔板分隔为多个腔体，分腔隔板上设有可开闭的流体通道；每个腔体内单独配置换热装置和搅拌器，并进行单独温度控制，底腔的下部设有底搅拌器，每腔的搅拌器和底搅拌器通过搅拌轴连接驱动装置。

结晶器内的物料从上至下始终在釜体内走料，避免受外界环境温度的影响，严格按照工艺路线规定进行逐级降温，产生的晶体颗粒分布范围稳定，满足结晶物料的高品质要求。搅拌器和底搅拌器对晶体进行搅拌和混合。本发明采用上下连接的多级单独结晶腔组成，使得每个结晶腔都控制在工艺要求的较低结晶过饱和度，可以控制好溶液的介稳区，可以保证结晶物料在上下单元的可靠运行；使得结晶的颗粒可以持续生长并保证质量，从而满足工艺对产品质量的要求。而不会因结晶腔间温差过量导致细晶爆发影响品质。

所述的分腔隔板为上大下小的斜圆锥形结构，优选的，其锥角α为160度。即分腔隔板底部的流体通道偏心设置，通过这样的设置使物料可以顺畅从上部腔体流入下部腔体，并使得物料流动受温度控制，而不会产生串流。

所述的分腔隔板与搅拌轴之间设有密封装置，可以阻止物料从轴间间隙跑料而影响结晶效果。

所述的换热装置为一圆柱环结构，中间换热管的上部及下部分别连接方形的上部管箱和下部管箱，上部管箱设有冷媒出口，下部管箱设有冷媒进口；换热管的排布为斜放射状，优选的，倾斜角度λ为45度，且排布旋向与搅拌方向相同。通过这样的设置使得搅拌器搅拌物料时，换热管的排布与物料流向一致，物料可以更好的流经换热管区域，达到更好的、更充分的换热效果，提高热能利用率。