一种立式真空结晶装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种立式真空结晶装置，包括结晶部和冷凝部，结晶部位于冷凝部下方，结晶部包括结晶段筒体、外导流筒、中心导流筒、底搅拌器、二次蒸汽上升筒、循环泵、内循环通道和外循环通道；冷凝部包括冷凝段筒体以及冷凝段筒体内部由上至下依次设置的溢流堰、第一挡水帽、折液环和第二挡水帽；本发明专利技术的优点是：不需换热器，不存在内表面严重结垢，及结垢清理问题；真空操作压力与溶液蒸汽分压相近，操作比较稳定。结晶部与冷凝部组合成一台设备，缩短二次蒸汽流路，消除了因管道连接而增加的密封点泄漏。内循环通道消除结晶部内高饱和度区域，各处饱和度比较均匀且较低，外循环通道消除了过量的细晶，同时淘洗出粒度分布很窄的产品。

A vertical vacuum crystallization device

The invention provides a vertical vacuum crystallizing device, which comprises a crystallizing part and a condensing part, the crystallizing part is below the condensing part, and the crystallizing part comprises a crystallizing section cylinder, an external flow guide cylinder, a central flow guide cylinder, a bottom agitator, a secondary steam rising cylinder, a circulating pump, an internal circulation channel and an external circulation channel; and the condensing part comprises a condensing section cylinder to form a condensing section cylinder. The overflow weir, the first water retaining cap, the folding ring and the second water retaining cap are arranged successively in the inner part of the condensing section tube from top to bottom; the advantages of the present invention are: no heat exchanger is needed, no serious scaling on the inner surface, and no scaling cleaning problems; the vacuum operating pressure is close to the partial pressure of the solution vapor, and the operation is relatively stable. The crystallization part and the condensation part are combined to form a device, which shortens the secondary steam flow path and eliminates the leakage of sealing points due to pipeline connection. Internal circulation channel eliminates the high saturation area in the crystalline part, and the saturation is relatively uniform and low in all places. External circulation channel eliminates excessive fine grains and washes out products with narrow particle size distribution.

【技术实现步骤摘要】
一种立式真空结晶装置
本专利技术涉及化工分离领域，具体涉及一种立式真空结晶装置。
技术介绍
结晶是指固体以晶体状态从气体、液体或熔融物中析出的过程，此过程是由热力学和动力学因素决定的，溶质要从溶液中析出，必须不断从外部获得能量，使溶液中溶液不断蒸发，使其达到饱和和过饱和，溶液未达到饱和时（处于稳定区），溶质不会产生结晶，当溶液处于溶解度曲线和超溶解度曲线之间时（介稳区），此时溶质结晶和溶解处于动态平衡，溶质不会自发成核析出，若有晶核进入就能长出晶体，此阶段极易受外界影响，即有无晶种、晶种大小、多少、有无搅拌、振动及杂质等因素，晶体的成长应控制在此区域内进行。溶液进入过饱和区(不稳定区)后，则会自发产生较多晶核。晶核的形成分为两类，无晶体存在的初级成核和有晶体存在的二次成核，在工业结晶过程中，通常控制二次成核,即流体的剪应力成核和接触成核,也就是选择合适的搅拌型式和转速。根据化工单元操作普遍扩散理论分析，晶体的成长与以下因素有关：（1）晶体成长的推动力是溶液的过饱和浓度差和传递速度，过饱和溶液中的溶质扩散到晶核附近的相对静止液层，并穿过相对静止溶液层到达晶体表面嵌入晶面，使其晶体长大，并放出结晶热，热量再依靠扩散传递到溶液中。（2）溶液的温度，在相同的时间和相同的过饱和浓度差条件下，温度越高，溶液粘度越低，溶液的扩散速度越快，晶体的成长速度也快，越容易得到粒径较大的晶体。（3）循环溶液流量，当蒸发量一定时同，循环溶液的流量和溶液的过饱和度成反比函数关系，而循环流量又确定了蒸发结晶器各部位的流速大小，流速大易引起晶体之间、晶体与器壁之间碰撞加剧，致使晶体破碎成二次晶核的可能性增大，对产品粒径影响也很大；流速小，不利于晶体的生长，因此要有适当的循环流量。（4）晶浆浓度，在其它条件一定的前提下，晶浆浓度高则蒸发结晶器内晶体保有量多，晶体停留时间增长，有利于溶液过饱和度的消除和晶体成长，但晶浆浓度过高，晶体之间、晶体与器壁之间碰撞机率增多，晶体被破碎成二次晶核的机率也多，对晶体成长也不利，所以应当控制适当的晶体浓度，一般固液比控制在20%。（5）细晶消除，晶浆中细微结晶太多，过分消化了溶液过饱和度，影响其它晶体的生长，也不利于后续工序的分离，且商业用途太小，需要注入消晶水，溶解细微晶体，以控制粒数密度，产生较粗晶体产品。目前应用较多的结晶方法是采用强制外循环，料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温(通常为2~6℃)，但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器生产能力大，但由于该结晶器内部无搅拌装置，使得浆料的混合度变差，导致产品的粒度分布较宽；而且由于该设备中存在外循环冷却，所以其冷却管会比较容易结垢。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种立式真空结晶装置。本专利技术的技术方案是：一种立式真空结晶装置，其特征在于包括:结晶部和冷凝部；所述结晶部包括结晶段筒体、外导流筒、中心导流筒、底搅拌器、二次蒸汽上升筒、循环泵、内循环通道和外循环通道；所述结晶段筒体是具有中心轴的轴对称结构，包括依次相连的锥台形上部、直筒形中部以及锥形底部，所述直筒形中部包括上端和下端，所述锥台形上部的大圆底面与所述上端相连，所述锥形底部的底面与所述下端相连，所述直筒形中部的中间位置开设有澄清溶液引出口，所述锥形底部上以所述中心轴为对称轴，对称地开设有入料口和出料口；所述外导流筒包括相对的第一端和第二端，所述外导流筒位于所述结晶段筒体的内部，且所述第一端通过变径与所述直筒形中部固定连接，所述变径与所述直筒形中部交接处位于所述澄清溶液引出口的上方，所述第二端与所述直筒形中部的下端在同一水平线上，所述外导流筒以所述中心轴轴对称；所述中心导流筒包括相对的第三端和第四端，所述中心导流筒位于所述外导流筒的内部，且所述第三端所在的水平面高于所述外导流筒与所述直筒形中部相交的位置，所述第三端上部的液面为蒸发界面，所述第四端在水平面的高度低于所述第二端在水平面的高度，所述中心导流筒以所述中心轴轴对称；所述底搅拌器位于所述第四端的内部；所述二次蒸汽上升筒为圆柱形结构且与所述锥台形上部的顶端相连且以所述中心轴轴对称；所述循环泵位于所述结晶段筒体的外侧，且通过管道与所述入料口和所述澄清溶液引出口相连；所述中心导流筒的筒内、以及所述外导流筒与所述中心导流筒之间的通道形成所述内循环通道；所述外导流筒与所述圆柱形中部之间的通道为澄清区，所述内循环通道、所述澄清区、所述循环泵及所述管道形成所述外循环通道；所述冷凝部包括冷凝段筒体以及所述冷凝段筒体内部由上至下依次设置的溢流堰、第一挡水帽、折液环和第二挡水帽，所述冷凝段筒体、所述溢流堰、所述第一挡水帽、所述折液环以及所述第二挡水帽均以所述中心轴轴对称，所述冷凝部位于所述结晶部的上方，且所述冷凝段筒体底端罩住所述第二蒸汽上升筒固定连接于所述锥台形上部的外侧，所述溢流堰的下边沿与所述冷凝段筒体密封连接，所述溢流堰的上边沿直径小于等于所述第一挡水帽的挡水宽度，所述折液环位于所述第一挡水帽和所述第二挡水帽之间，且所述折液环的外边沿固定在所述冷凝段筒体上，所述折液环的内径小于等于所述第一挡水帽的挡水宽度，且小于等于所述第二挡水帽的挡水宽度，所述冷凝段筒体在所述溢流堰位置设有冷却液注入口。优选地，所述底搅拌器为推进式搅拌器，用以将所述中心导流筒内的混合溶液推进到所述中心导流筒上部的所述蒸发界面使内循环通道内的内循环效率提高。优选地，所述冷凝段筒体的上部开设有不凝气体引出口，所述不凝气体引出口位于所述溢流堰的上方，用以将二次蒸汽中的不凝气排出所述冷凝段筒体。优选地，所述澄清溶液引出口外侧的管道上接有消细晶水管道，用以将消细晶水与结晶溶液混合，消除结晶溶液中的细晶。优选地，所述冷凝段筒体下部开设有冷却冷凝混合液引出口，所述冷却冷凝混合液引出口的距地高度小于所述二次蒸汽上升筒出汽端的距地高度。优选地，所述冷凝部还包括液封槽和大气腿，所述大气腿的一端与所述冷却冷凝混合液引出口相连，所述大气腿的另一端接入所述液封槽，用以将所述冷凝段筒体内的冷却冷凝混合液成功引出至所述液封槽内，所述大气腿内充满液体且所述大气腿内液柱的距地高度在10~20米之间，用以使冷却冷凝混合液依靠液柱重力自动进入所述液封槽。优选地，所述液封槽底部开设有冷却液去加热口，所述冷却液去加热口通过循环管道与所述冷却液注入口相连。优选地，所述外导流筒的筒径是所述中心导流筒筒径的两倍，用以给所述外循环通道提供充足空间，以消除过量的细晶和淘洗产品的粒度。优选地，所述结晶部还包括产品料浆泵，所述产品料浆泵通过管道与所述出料口相连，用以将所述结晶部产生的结晶引出。优选地，所述立式真空结晶装置为多级串联架构，相邻两个立式真空结晶装置的其中之一的循环泵的出口端同时与相邻两个立式真空结晶装置的其中之另一的入料口相连。与现有技术相比，本专利技术的一种立式真空结晶装置主体设备简单，不需换热器，不存在内表面严重结垢，及结垢清理问题，从而影响生产能力；真空操作压力与溶液蒸汽分压相近，操作比较稳定。结晶部与冷凝部组合成一台设备，区别于其它形式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立式真空结晶装置，其特征在于包括: 结晶部和冷凝部；所述结晶部包括结晶段筒体、外导流筒、中心导流筒、底搅拌器、二次蒸汽上升筒、循环泵、内循环通道和外循环通道；所述结晶段筒体是具有中心轴的轴对称结构，包括依次相连的锥台形上部、直筒形中部以及锥形底部，所述直筒形中部包括上端和下端，所述锥台形上部的大圆底面与所述上端相连，所述锥形底部的底面与所述下端相连，所述直筒形中部的中间位置开设有澄清溶液引出口，所述锥形底部上以所述中心轴为对称轴，对称地开设有入料口和出料口；所述外导流筒包括相对的第一端和第二端，所述外导流筒位于所述结晶段筒体的内部，且所述第一端通过变径与所述直筒形中部固定连接，所述变径与所述直筒形中部交接处位于所述澄清溶液引出口的上方，所述第二端与所述直筒形中部的下端在同一水平线上，所述外导流筒以所述中心轴轴对称；所述中心导流筒包括相对的第三端和第四端，所述中心导流筒位于所述外导流筒的内部，且所述第三端所在的水平面高于所述外导流筒与所述直筒形中部相交的位置，所述第三端上部的液面为蒸发界面，所述第四端在水平面的高度低于所述第二端在水平面的高度，所述中心导流筒以所述中心轴轴对称；所述底搅拌器位于所述第四端的内部；所述二次蒸汽上升筒为圆柱形结构且与所述锥台形上部的顶端相连且以所述中心轴轴对称；所述循环泵位于所述结晶段筒体的外侧，且通过管道与所述入料口和所述澄清溶液引出口相连；所述中心导流筒的筒内、以及所述外导流筒与所述中心导流筒之间的通道形成所述内循环通道；所述外导流筒与所述圆柱形中部之间的通道为澄清区，所述内循环通道、所述澄清区、所述循环泵及所述管道形成所述外循环通道；所述冷凝部包括冷凝段筒体以及所述冷凝段筒体内部由上至下依次设置的溢流堰、第一挡水帽、折液环和第二挡水帽，所述冷凝段筒体、所述溢流堰、所述第一挡水帽、所述折液环以及所述第二挡水帽均以所述中心轴轴对称，所述冷凝部位于所述结晶部的上方，且所述冷凝段筒体底端罩住所述第二蒸汽上升筒固定连接于所述锥台形上部的外侧，所述溢流堰的下边沿与所述冷凝段筒体密封连接，所述溢流堰的上边沿直径小于等于所述第一挡水帽的挡水宽度，所述折液环位于所述第一挡水帽和所述第二挡水帽之间，且所述折液环的外边沿固定在所述冷凝段筒体上，所述折液环的内径小于等于所述第一挡水帽的挡水宽度，且小于等于所述第二挡水帽的挡水宽度，所述冷凝段筒体在所述溢流堰位置设有冷却液注入口。...

【技术特征摘要】
1.一种立式真空结晶装置，其特征在于包括:结晶部和冷凝部；所述结晶部包括结晶段筒体、外导流筒、中心导流筒、底搅拌器、二次蒸汽上升筒、循环泵、内循环通道和外循环通道；所述结晶段筒体是具有中心轴的轴对称结构，包括依次相连的锥台形上部、直筒形中部以及锥形底部，所述直筒形中部包括上端和下端，所述锥台形上部的大圆底面与所述上端相连，所述锥形底部的底面与所述下端相连，所述直筒形中部的中间位置开设有澄清溶液引出口，所述锥形底部上以所述中心轴为对称轴，对称地开设有入料口和出料口；所述外导流筒包括相对的第一端和第二端，所述外导流筒位于所述结晶段筒体的内部，且所述第一端通过变径与所述直筒形中部固定连接，所述变径与所述直筒形中部交接处位于所述澄清溶液引出口的上方，所述第二端与所述直筒形中部的下端在同一水平线上，所述外导流筒以所述中心轴轴对称；所述中心导流筒包括相对的第三端和第四端，所述中心导流筒位于所述外导流筒的内部，且所述第三端所在的水平面高于所述外导流筒与所述直筒形中部相交的位置，所述第三端上部的液面为蒸发界面，所述第四端在水平面的高度低于所述第二端在水平面的高度，所述中心导流筒以所述中心轴轴对称；所述底搅拌器位于所述第四端的内部；所述二次蒸汽上升筒为圆柱形结构且与所述锥台形上部的顶端相连且以所述中心轴轴对称；所述循环泵位于所述结晶段筒体的外侧，且通过管道与所述入料口和所述澄清溶液引出口相连；所述中心导流筒的筒内、以及所述外导流筒与所述中心导流筒之间的通道形成所述内循环通道；所述外导流筒与所述圆柱形中部之间的通道为澄清区，所述内循环通道、所述澄清区、所述循环泵及所述管道形成所述外循环通道；所述冷凝部包括冷凝段筒体以及所述冷凝段筒体内部由上至下依次设置的溢流堰、第一挡水帽、折液环和第二挡水帽，所述冷凝段筒体、所述溢流堰、所述第一挡水帽、所述折液环以及所述第二挡水帽均以所述中心轴轴对称，所述冷凝部位于所述结晶部的上方，且所述冷凝段筒体底端罩住所述第二蒸汽上升筒固定连接于所述锥台形上部的外侧，所述溢流堰的下边沿与所述冷凝段筒体密封连接，所述溢流堰的上边沿直径小于等于所述第一挡水帽的挡水宽度，所述折液环位于所述第一挡水帽和所述第二挡水帽之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱民，沈梅和，
申请(专利权)人：江苏新宏大集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32