一种结晶提纯的控温装置的制作方法

文档序号:12414071阅读:340来源:国知局

本实用新型属于化工设备领域,具体涉及一种结晶提纯的控温装置。



背景技术:

在对2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚粗产品进行结晶提纯的时候,需要严格控制结晶过程的升温、降温速度,比如在其结晶过程中当温度处于65~70℃这个区间时,严格要求其每分钟升温0.05℃,而一般现有的装置很难以进行精确控制。现有的装置具有3个设备,分别是循环水槽、循环水泵和结晶器,其处理方法为:当需要升温时就向循环水槽中加入热源;如果需要降温时,则加入冷媒,该方法可以进行粗略的升降温操作,或采用列管式换热器进行操作,但是难以进行精确控制,对一些有具体严格要求升降温速率的工艺不是很适合。其主要存在以下问题:(1)温度波动大,控制精度低。冷媒和热媒向循环水槽中加入时,虽然能够控制温度的趋势,但是难以精确,温度在小范围内的波动极大,难以精确控制,列管式换热器也存在如上的缺点。(2)能源利用率低,浪费较为严重。不管是冷媒还是热媒,在采用传统方式时,都作为一次能源,而不能充分利用余热,也不能循环使用,因此不够节约。(3)由于温度波动大,对产品的收率有明显的影响。在冷却结晶过程中,当晶核开始形成的时候,会释放出较多的热量,如果不能够及时移走显热,将会影响晶核的结晶过程,进而对产品品质产生影响。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结晶提纯的控温装置,克服上述缺陷,解决温度波动大、控制精度低、能源利用率低,浪费严重、产品收率差等问题。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种结晶提纯的控温装置,包括循环流体回路,

所述循环流体回路包括循环水槽、螺旋缠绕换热器和结晶器,冷却水 或热水和介质流体在所述螺旋缠绕换热器处进行热交换,所述螺旋缠绕换热器包括第一输入端口、与所述第一输入端口相连通的第一输出端口、第二输入端口和与所述第二输入端口相连通的第二输出端口,所述循环水槽的输出端口与所述螺旋缠绕换热器的第一输入端口相连通,所述螺旋缠绕换热器的第一输出端口与所述结晶器的输入端口相连通,所述结晶器的输出端口与所述循环水槽的输入端口连通,

所述介质流体从所述螺旋缠绕换热器的第一输入端口流入,从所述螺旋缠绕换热器的第一输出端口流出,所述冷却水或热水从所述螺旋缠绕换热器的第二输入端口流入,从所述螺旋缠绕换热器的第二输出端口流出。

作为本实用新型所述一种结晶提纯的控温装置的一种优选方案,所述循环流体回路还包括用于控制所述螺旋缠绕换热器内冷却水或热水流量的电子调节阀,所述电子调节阀的开关比例是可控的。

作为本实用新型所述一种结晶提纯的控温装置的一种优选方案,所述循环流体回路还包括用于检测所述循环水槽内的介质流体温度的温度传感器,基于所述温度传感器检测到的介质流体温度来控制电子调节阀的开关比例。

作为本实用新型所述一种结晶提纯的控温装置的一种优选方案,所述循环流体回路还包括用于增加所述介质流体循环动力的循环水泵,所述循环水槽的输出端口与所述循环水泵的输入端口连通,所述循环水泵的输出端口与所述螺旋缠绕换热器的第一输入端口相连通。

作为本实用新型所述一种结晶提纯的控温装置的一种优选方案,所述循环流体回路还包括第一阀门,所述第一阀门的输入端口与所述循环水槽的输出端口连通,所述第一阀门的输出端口与所述循环水泵的输出端口连接,所述第一阀门的开关比例是可控的。

作为本实用新型所述一种结晶提纯的控温装置的一种优选方案,所述循环流体回路还包括第二阀门,所述第二阀门的输入端口与所述循环水泵的输出端口连通,所述第二阀门的输出端口与所述螺旋缠绕换热器的第一输出端口连接,所述第二阀门的开关比例是可控的。

与现有技术相比,本实用新型提出的一种结晶提纯的控温装置,具有下述优点:(1)提高温度调节的精度,使之符合升降温不同工艺要求:通 过增加螺旋缠绕换热器,充分利用其极大的换热面积,能够实现快速变温控制,而且控制温度更加精确;(2)提高一次能源的利用率:该循环系统成为一个封闭系统,由于不用向循环水槽里加入冷媒或热媒,因此循环水槽内的水会成为一个封闭系统在25~98℃之间平稳运行;(3)改善产品的品质:由于改善了温度控制精度,当出现显热或需要融化热时能够及时移除出体系,提高了结晶的效率,改善了产品的品质,相比原有工艺提高产品收率2~5%。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中,

图1为本实用新型的一种结晶提纯的控温装置的结构示意图。

其中:1为循环水槽、2为螺旋缠绕换热器、21为第一输入端口、22为第一输出端口、23为第二输入端口、24为第二输出端口、3为结晶器、4为电子调节阀、5为循环水泵、6为第一阀门、7为第二阀门。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

首先,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次,本实用新型利用结构示意图等进行详细描述,在详述本实用新型实施例时,为便于说明,表示一种结晶提纯的控温装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是实例,其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

实施例一

请参阅图1,图1为本实用新型的一种结晶提纯的控温装置的结构示意图。如图1所示,所述一种结晶提纯的控温装置,包括循环流体回路(未图示)。

所述循环流体回路包括循环水槽1、螺旋缠绕换热器2和结晶器3,冷却水或热水和介质流体在所述螺旋缠绕换热器2处进行热交换,所述螺旋缠绕换热器2包括第一输入端口21、与所述第一输入端口21相连通的第一输出端口22、第二输入端口23和与所述第二输入端口23相连通的第二输出端口24,所述循环水槽1的输出端口与所述螺旋缠绕换热器2的第一输入端口21相连通,所述螺旋缠绕换热器2的第一输出端口22与所述结晶器3的输入端口相连通,所述结晶器3的输出端口与所述循环水槽1的输入端口连通。

所述介质流体从所述螺旋缠绕换热器2的第一输入端口21流入,从所述螺旋缠绕换热器2的第一输出端口22流出,所述冷却水或热水从所述螺旋缠绕换热器2的第二输入端口23流入,从所述螺旋缠绕换热器2的第二输出端口24流出。

所述循环流体回路还包括用于控制所述螺旋缠绕换热器2内冷却水或热水流量的电子调节阀4。电子调节阀4只根据循环水槽1的温度变化调节冷却水或热水的阀门开度。

所述循环流体回路还包括用于检测所述循环水槽1内的介质流体温度的温度传感器(未图示),基于所述温度传感器检测到的介质流体温度来控制电子调节阀4的开关比例。

所述循环流体回路还包括用于增加所述介质流体循环动力的循环水泵5,所述循环水槽1的输出端口与所述循环水泵5的输入端口连通,所述循环水泵5的输出端口与所述螺旋缠绕换热器2的第一输入端口相连通。

所述循环流体回路还包括第一阀门6,所述第一阀门6的输入端口与所述循环水槽1的输出端口连通,所述第一阀门6的输出端口与所述循环水泵5的输出端口连接。

所述循环流体回路还包括第二阀门7,所述第二阀门7的输入端口与所述循环水泵5的输出端口连通,所述第二阀门7的输出端口与所述螺旋 缠绕换热器2的第一输出端口22连接。

其中,电子调节阀4、第一阀门6和第二阀门7的开关比例是可调的,比如100%开启至0%开启,每5%一个调整等级,那么则有0%,5%,10%,…——95%,100%这么多的开关比例等级,这样相对于整体控制系统流量口径来讲,可以非常精确的调整流量,从而可以精确的控制热交换的功率,进而精确的控制循环流体的温度。在一个优选实施例中,上述三种阀门带有控制开关比例的步进电机或直流电机,通过控制所述步进电机或直流电机来控制所述阀门的开关比例。高温时,如介质流体80摄氏度,需降至20摄氏度,则让电子调节阀4开启调大,第一阀门6和第二阀门7开启调小或关闭,增加冷却水或热水与介质流体的热交换量,以达到高幅度降低介质流体温度的目的;低温时,如介质流体25摄氏度,需降至20摄氏度,则让电子调节阀4开启调小,第一阀门6和第二阀门7开启调大,减小冷却水或热水与介质流体的热交换量,以达到低幅度降低介质流体温度的目的。

上述设备的原理为:由于结晶过程中,需要进行降温和升温操作,而且每一阶段对降温速率和升温速率要求都不一样从0.03~0.2℃/min不等,因此2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚产品在结晶过程中对温度要求是十分严格的。具体为:2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚粗产品一次性进入结晶器3中,然后通过介质流体在“循环水槽1—循环水泵5—螺旋缠绕换热器2—结晶器3”流动,然后通过调节电子调节阀4可以精确控制结晶器3的温度。通过在螺旋缠绕换热器2夹套内加入冷却水或热水然后控制电子调节阀4的开度,来控制水温,升温过程也是一样。

下面介绍一个具体实施例:

以10m3的结晶器3为例,与之配套循环水槽1体积也为10m3,采用8m2的螺旋缠绕换热器2即可满足工况需要,相比原有工艺所需的换热面积减少一半,设备占地面积为原四分之一。

上述一种结晶提纯的控温装置的部件包括但不限于以上提到的种类。

所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是,本实用新型的特点或目的之一在于:本实用新型所述的一种结晶提纯的控温装置,应用了螺旋缠绕换热器极大的换热面积,比同等设备条件下换热面积最大可增加10 倍,适宜应用于结晶过程中的精确温度控制,提高了结晶的效率,改善了产品的品质,相比原有工艺提高产品收率2~5%。

应说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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