一种立式冷却结晶装置的制作方法

本实用新型涉及结晶设备，特别是涉及一种立式冷却结晶装置。

背景技术：

在盐类结晶领域，专业结晶设备有FC结晶器、Oslo结晶器、DTB结晶器、流化床结晶器，但这些设备具有投资成本高、技术参数复杂、操作要求高等缺点。中小型厂家往往采用简单的夹套结晶槽作为结晶设备，冷却水在结晶槽夹套内流通过程实现了与晶浆的换热，从而达到降温结晶的目的。

但现有传统夹套冷却结晶槽存在的换热面积无法调整、晶体颗粒细小、晶体易在槽内壁结垢而影响换热效果等问题。

图2为现有技术结构示意图,1’为槽罐，2’为搅拌装置，3’为夹套，4’为冷却水进口，5’为冷却水出口，现有的夹套结晶槽，包括结晶槽本体和冷却系统。结晶槽本体包括槽罐和搅拌装置。槽罐为立式放置；搅拌桨为2层丁字形结构，搅拌桨直径1000mm。冷却系统为结晶槽体外的夹套，夹套中冷却水采用下进上出方式通入冷却水。

将2.0m³刚浓缩好的硫酸钴浓缩液放入此立式结晶槽，开启搅拌。自然冷却0.5h，再从夹套进水端通入冷却水，以10℃/h降温至30℃后停止通冷却水，冷却水总用量为6.0m³。结晶槽罐晶浆离心过滤后筛分，-30目占95％，结晶槽罐内壁出现晶体垢层，垢层需用热水冲洗。

但图2所示的结构存在如下缺陷：(1)结晶槽槽壁为换热面，其面积与结晶槽有关，结晶槽固定后，换热面积无法调整，换热面积偏大或偏小都会影响降温梯度的调整；(2)在搅拌作用下，晶浆整体转动，晶核与溶液不能有效的混合，不利于及时消除局部过饱和度，影响晶核的集聚和生长，最终造成产品粒度细小；(3)晶浆在搅拌离心力的作用下，向槽内壁移动，槽内壁温度相对较低，晶浆结晶后易在内壁粘结从而形成一层板结 的晶体垢层，降低了换热系数，增大冷却水用量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种立式冷却结晶装置,换热面积可调、产生的晶体颗粒粗,避免槽壁形成晶体垢层。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种立式冷却结晶装置，包括槽罐及设置于槽罐内的冷却系统，所述槽罐包括槽罐本体及竖立于槽罐本体内部的搅拌装置，所述冷却系统包括冷却管及用于支撑冷却管的支撑装置。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述槽罐本体外侧设置一保温层。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述保温层为夹套结晶槽充满水的夹套。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述保温层为包覆于槽罐本体外侧的保温材料，保温材料优选为石棉、岩棉、玻璃棉或硅酸铝。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述的搅拌装置末端与槽罐本体的槽壁之间设置一间隙，用于放置冷却系统。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述的冷却管为空心管，弯曲成盘状，螺旋逐层均匀设置，两端分别为冷却水的入口和出口。

作为本实用新型的较佳实施例，本实用新型所述支撑装置由至少两根支撑棒组成，支撑棒均匀固定于冷却管各层，底端固定于槽罐底上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

换热器为盘管，与槽罐本体分离，可以通过调整盘管的长度、直径、厚度来调整结晶槽罐的换热面积；

换热面积是通过热量衡算和实验效果设计的，通过调整降温梯度，可以改善晶核形成和生长过程，从而达到晶体颗粒大的效果。

冷却管位于搅拌装置和槽壁之间，晶体在搅拌离心的作用下，不会在盘管上板结，即使略有板结，下次结晶过程中，在高温蒸发浓缩料液和搅拌作用下板结的晶体亦能迅速溶解；同时，因槽外壁无冷却水且有绝热材 料保温层，槽内壁温度与晶浆温度基本相同，不会在槽内壁附近生成晶体，也就不会在槽内壁上形成晶体垢层；

螺旋冷却管及支撑装置能起到挡板的作用，晶浆的整体旋转运动变为紊乱的混合，有利于晶核与溶液的充分接触，利于新析出晶体在现有晶核上的聚集和生长。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为现有技术结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种立式冷却结晶装置,主要解决现有传统夹套冷却结晶槽存在的换热面积无法调整、晶体颗粒细小、晶体易在槽内壁结垢而影响换热效果等问题。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本实用新型的技术特征及优点进行更深入的诠释。

本实用新型的整体结构示意图如图1所示，一种立式冷却结晶装置,包括槽罐及设置于槽罐内的冷却系统；所述槽罐包括槽罐本体1及竖立于槽罐本体内部的搅拌装置2，所述槽罐本体外侧设置一保温层3；所述冷却系统包括冷却管6及用于支撑冷却管的支撑装置7，所述冷却管两端设置冷却水进口4及冷却水出口5，所述支撑装置7由至少两根支撑棒组成，支撑棒均匀设置于冷却管底部。

优选地，本实用新型所述搅拌装置2由搅拌桨组成。所述搅拌装置2由两个上挑式搅拌桨组成，例如搅拌桨直径可以为1000mm。

优选地，本实用新型所述的槽罐本体1为立式放置、无夹套，槽壁与搅拌装置2末端保持一定距离，用于放置冷却系统，因换热螺旋冷却管6位于搅拌装置2和槽壁之间，晶体在搅拌离心的作用下，不会在螺旋冷却管6上板结，即使略有板结，下次结晶过程中，在高温蒸发浓缩料液和搅拌作用下板结的晶体亦能迅速溶解。

作为本实用新型的最佳实施例，本实用新型所述螺旋冷却管6的直径 小于槽罐本体1的内径，大于搅拌装置2的直径。本实用新型的换热器为热螺旋冷却管6，与槽罐本体1分离，可以通过调整热螺旋冷却管6的长度、直径、厚度来调整结晶槽罐的换热面积。且换热面积是通过热量衡算和实验效果设计的，通过调整降温梯度，可以改善晶核形成和生长过程，从而达到晶体颗粒大的效果。

优选地，所述支撑装置7由至少两根支撑棒组成，支撑棒均匀设置于螺旋冷却管6底部。在具体实施过程中，冷却系统的螺旋冷却管6为5层DN25钛材盘管，各层盘管直径均为1250mm且等弯度；盘管两端进出水口分别竖直向上弯曲后折为水平状，固定在槽罐出口，冷却水下进上出。底层盘管焊接有分布均匀的4根支撑棒，支撑棒另一端焊接在环形钛板上，钛板放置在结晶槽罐底部，起到支撑和配重作用。

如图1所示，本实用新型所述螺旋冷却管6由槽罐本体1底部向上螺旋设置，螺旋冷却管6内的冷却水流方向为下进上出。螺旋冷却管6及支撑装置7能起到挡板的作用，晶浆的整体旋转运动变为紊乱的混合，有利于晶核与溶液的充分接触，利于新析出晶体在现有晶核上的聚集和生长。

现有技术中，晶浆在搅拌离心力的作用下，向槽内壁移动，槽内壁温度相对较低，晶浆结晶后易在内壁粘结从而形成一层板结的晶体垢层，降低了换热系数，增大冷却水用量。为了解决这一问题，本实用新型所述槽罐本体1外侧设置一保温层3。所述保温层3为夹套结晶槽充满水的夹套，或为包覆于槽罐本体外侧的石棉、岩棉、玻璃棉或硅酸铝等保温材料。因槽外壁无冷却水且有绝热材料保温，槽内壁温度与晶浆温度基本相同，不会在槽内壁附近生成晶体，也就不会在槽内壁上形成晶体垢层。

本实用新型的具体实施例为：一种立式冷却结晶装置,包括槽罐及设置于槽罐内的冷却系统，所述槽罐包括槽罐本体1及竖立于槽罐本体1内部的搅拌装置2。槽罐本体1为立式放置、无夹套；槽罐外层设置石棉保温层；搅拌桨为两层丁字形结构，搅拌桨直径1000mm。冷却系统为5层DN25钛材盘管，各层盘管直径均为1250mm且等弯度；盘管两端进出水口分别竖直向上弯曲后折为水平状，固定在槽罐出口，冷却水下进上出。底 层盘管焊接有分布均匀的4根支撑棒，支撑棒另一端焊接于环形钛板上，钛板放置在结晶槽罐底部，起到支撑和配重作用。

将2.0m³刚浓缩好的硫酸钴浓缩液放入此立式结晶槽，开启搅拌。自然冷却0.5h，再从盘管进水端通入冷却水，以10℃/h降温至30℃后停止通冷却水，冷却水总用量为4.0m³。结晶槽罐晶浆离心过滤后筛分，+30目占60％，结晶槽罐长期使用无晶体垢层出现。

通过以上实施例中的技术方案对本实用新型进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。