一种高氯酸铵的结晶系统的制作方法

本发明涉及高氯酸铵技术领域，特别涉及一种高氯酸铵的结晶系统。

背景技术：

高氯酸铵是固体推进剂中最常用的氧化剂之一，为白色的晶体，有潮解性。与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉末等混合会发生爆炸。与强酸接触有引起燃烧爆炸的危险。用于制炸药、焰火，并用作分析试剂等。因此在高氯酸钠的制作过程中，安全防护尤为重要。另外，在高氯酸铵生产过程中需要经蒸发浓缩、结晶、干燥、结晶等过程，在结晶过程中，由于冷却水温度与高氯酸钠结晶液温差大，使得大量高氯酸铵迅速结晶附着在冷却盘管上，使得冷却盘换热效率大大降低，同时冷却盘管上的结晶不能作为产品，且不易清理。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种高氯酸铵的结晶系统，结构简单、运行可靠、经济实用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种高氯酸铵的结晶系统，包括预降温罐和结晶罐，所述预降温罐底部的出料口与结晶罐上端的入料口通过第一管道连通，所述预降温罐内设有板式搅拌器，所述的板式搅拌器的搅拌轴的一端设置有第一搅拌电机，另一端设置有搅拌板；

所述结晶罐内部包括搅拌装置和冷却管竖立于槽罐本体内部的搅拌装置，所述搅拌装置为框式搅拌器，所述冷却管弯曲成盘状，螺旋逐层均匀设置，所述冷却管两端分别为冷源入水管和冷源出水管，所述的搅拌装置的搅拌轴的一端设置有第二搅拌电机。

优选地，冷源入水管的高度低于冷源出水管。

优选地，所述的搅拌板以四块一组分成四层，各层中的四块搅拌板以搅拌轴为中心阵列分布且四块搅拌板沿搅拌轴轴向成阶梯错位设置，所述搅拌板上设有溢流孔。

优选地，所述搅拌装置的旋转轴上设有滤网层，所述滤网层的外周与所述结晶罐的内壁相接。

优选地，所述滤网层为数量大于3层的滤网层叠分布，且由下至上滤孔孔径逐渐减小。

优选地，所述预降温罐和结晶罐罐壁外侧设有分别设有用于通入冷源的第一夹层、第二夹层。

进一步优选地，所述第二夹层设有第二夹层入水管，第二夹层出水管，所述第二夹层入水管和冷源入水管并联连接且经散热器与冷源箱连通，所述第二夹层出水管和冷源出水管并联连接回收至冷源箱。

优选地，所述预降温罐和结晶罐罐体内壁上平行设有若干个挡流板。

优选地，所述第一夹层设有第一夹层入水管，第一夹层出水管。

本发明的有益效果：

1、本发明冷却效率高，结晶效果好，提高了物料的降温均匀度和结晶均匀度。预降温罐和结晶罐分开设置使得高氯酸铵结晶过程中结晶之前降温阶段和结晶阶段分开进行，避免了大量晶体附着在结晶罐内壁而影响结晶效果，同时减少了结晶反应时间，提高了生产效率。

2、冷却管弯曲成盘状，螺旋逐层均匀设置，与结晶罐罐本体分离，可以通过调整冷却管的长度、直径、厚度来调整结晶槽罐的换热面积来调整降温梯度，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结晶罐槽壁之间，晶体在搅拌离心的作用下，不会在冷却管上板结。

3、设置的第一夹层、第二夹层保证罐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。

4、滤网层具有对冷却析出的固相颗粒进行过滤的作用，以保证结晶析出的固相物质能够尽可能多的留在结晶罐内，节约沉降时间。设置滤孔孔径逐渐缩小的滤网层，不仅能够保证过滤更完全，还能够减少小滤孔孔径被大粒径的固相颗粒堵塞的几率，并且，在重力的作用下，粒径相对较小的固相颗粒被相应的过滤网拦下后，能够通过相对位置较低的大滤孔孔径最终沉降至冷却结晶罐罐底。

5、挡流板能够对物料的流动起到导向的作用，间接的提高物料的混合效果，使物料混合更加均匀。

6、第二夹层出水管，所述第二夹层入水管和冷源入水管并联连接且经散热器与冷源箱连通，所述第二夹层出水管和冷源出水管并联连接回收至冷源箱，可以保证罐体内外温度均匀，不产生结块，结晶质量高，同时也可以将冷凝回收再利用，不浪费资源。

7、搅拌板上设置的溢流孔可以提高混合的效果，保证溶液均匀，提高产品的结晶质量。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图中：预降温罐1，结晶罐2，第一管道3，板式搅拌器4，第一搅拌电机41，搅拌板42，溢流孔43，搅拌装置5，冷却管6，冷源入水管61，冷源出水管62，第二搅拌电机7，滤网层8，第一夹层9，第一夹层入水管91，第一夹层出水管92，第二夹层10，第二夹层入水管101，第二夹层出水管102，挡流板11，散热器12，冷源箱13。

具体实施方式

如图1所示，一种高氯酸铵的结晶系统，包括预降温罐1和结晶罐2，所述预降温罐1底部的出料口与结晶罐2上端的入料口通过第一管道3连通，所述预降温罐1内设有板式搅拌器4，所述的板式搅拌器4的搅拌轴的一端设置有第一搅拌电机41，另一端设置有搅拌板42；

所述结晶罐2内部包括搅拌装置5和冷却管6竖立于槽罐本体1内部的搅拌装置2，所述搅拌装置5为框式搅拌器，所述冷却管6弯曲成盘状，螺旋逐层均匀设置，所述冷却管6两端分别为冷源入水管61和冷源出水管62，所述的搅拌装置5的搅拌轴的一端设置有第二搅拌电机7。

优选地，冷源入水管61的高度低于冷源出水管62。

优选地，所述的搅拌板42以四块一组分成四层，各层中的四块搅拌板以搅拌轴为中心阵列分布且四块搅拌板沿搅拌轴轴向成阶梯错位设置，所述搅拌板41上设有溢流孔43。

优选地，所述搅拌装置5的旋转轴上设有滤网层8，所述滤网层8的外周与所述结晶罐2的内壁相接。

优选地，所述滤网层8为数量大于3层的滤网层叠分布，且由下至上滤孔孔径逐渐减小。

优选地，所述预降温罐1和结晶罐2罐壁外侧设有分别设有用于通入冷源的第一夹层9、第二夹层10。

进一步优选地，所述第二夹层10设有第二夹层入水管101，第二夹层出水管102，所述第二夹层入水管101和冷源入水管61并联连接且经散热器12与冷源箱13连通，所述第二夹层出水管102和冷源出水管62并联连接回收至冷源箱13。

优选地，所述预降温罐1和结晶罐2罐体内壁上平行设有若干个挡流板11。

优选地，所述第一夹层9设有第一夹层入水管91，第一夹层出水管92。

本发明的工作原理：预降温罐1和结晶罐2使得高氯酸铵结晶过程中结晶之前降温阶段和结晶阶段分开进行；降温阶段析出结晶量少，此时通过板式搅拌器的搅拌操作能有效减少附着在预降温罐1内壁上的晶体数量，再通过转料管将溶液迅速转移至结晶罐2中，从而避免了后续反应大量析出晶体时大量晶体附着在结晶罐2内壁而影响结晶效果，降低结晶效率；通过对进入结晶罐2的溶液作降温和搅拌操作，此时溶液迅速析出大量晶体，搅拌装置5搅拌使析出晶体在离心作用下迅速沉淀析出，从出料口排出；减少了结晶反应时间，提高了生产效率。

技术特征：

技术总结
一种高氯酸铵的结晶系统，包括预降温罐和结晶罐，所述预降温罐底部的出料口与结晶罐上端的入料口通过第一管道连通，所述预降温罐内设有板式搅拌器，所述的板式搅拌器的搅拌轴的一端设置有第一搅拌电机，另一端设置有搅拌板；所述结晶罐内部包括搅拌装置和冷却管竖立于槽罐本体内部的搅拌装置，所述搅拌装置为框式搅拌器，所述冷却管弯曲成盘状，螺旋逐层均匀设置，所述冷却管两端分别为冷源入水管和冷源出水管，所述的搅拌装置的搅拌轴的一端设置有第二搅拌电机。本发明冷却效率高，结晶效果好，提高了物料的降温均匀度和结晶均匀度。

技术研发人员：李虹;邓怀海;张洪秀;李秀梅;吕德斌
受保护的技术使用者：天元（宜昌）新材料科技有限公司
技术研发日：2018.03.26
技术公布日：2019.10.22