[实用新型]无旋撞击流换热式结晶器

说明书

所属技术领域：

属于物理、化学工艺设备。适用于从溶液中结晶制取结晶产品或中间产品的过程。

背景技术：

在化工、医药、轻工等行业中，有许多产品是通过从溶液中结晶制得的。这类作业一般总是希望得到粗大均匀的结晶。这不仅可以改善产品的外观和吸湿、结块等性质，还有利于提高结晶后液固分离或/和洗涤操作的技术经济指标。依据产生过饱和度的方式不同，从溶液中结晶的过程大致可分为冷却结晶、蒸发结晶和反应结晶三种类型。其中冷却结晶应用最为广泛；反应结晶则在近年来发展较快。不论何种结晶，要制得均匀粗大的结晶，就必须控制溶液的过饱和度适当。过饱和度过低，结晶生长速度很慢，效率低；在不加晶种的情况下甚至不可能析出结晶。过饱和度过高，则由于产生大量晶核，最终得到细小的晶体。另外，过饱和度还必须均匀，否则局部过浓的现象仍可导致产生细晶，使产品均匀性变差。平均过饱和度总是容易控制的。例如，在冷却结晶的场合，在一定进料浓度下只要控制好温度即可；对于反应结晶，则在保证温度符合要求的情况下控制适当的进料条件包括浓度和流量，可以达到规定的平均过饱和度。然而，要提供均匀的过饱和度环境，则需要有良好的微观混合状况。毕竟，晶核生成和晶体生长中的表面结晶化反应都是在分子尺度上发生。已工业应用的结晶器有很多种。1950至70年代研发的一类带导流筒的结晶器，例如DTB结晶器(Mullin.J.W.，“Industrial Crystallization”pp1-168，Plenum Press，New York，1976)、DP结晶器(河西达夫，“月岛式DP型晶出装置”，别册化学工业，18(2)：58-65，1974)和Standard-Messo湍流结晶器(Messing，T.，Br.Chem.Eng.，14：641-645，1969)等，至今仍属于比较先进的连续结晶装置。上述结晶器的不足之处是：(1)料液大量循环动力消耗较大；(2)微观混合状况不理想，某些结晶性质差的物料仍难以制得粗大均匀的结晶；(3)不适用于反应结晶的场合。伍沅等研发的“撞击流结晶器”(专利号ZL03235520.3)，其重要改进是利用撞击流的特性，能够提供优良的微观混合条件，有利于改善结晶过程。该结晶器使用同一台电机驱动上、下两个螺旋桨，在简化结构方面是一个较突出的优点；但也带来了新的问题：螺旋桨在推动液体轴向流动的同时，也带动工质液体或悬浮体作旋转流动；而在同轴驱动的上、下螺旋桨推动流体分别向下、上两个相反方向流动撞击的情况下，两股流体旋转流动方向重合，起相互增强旋转流动的作用。当螺旋桨操作转速较高时，其带动旋转流动产生的离心力导致液面形成曲率很大的凹形弯月面，近壁处液面很高、中心导流筒附近很低，操作难以稳定。伍沅等新近研发的“无旋撞击流真空结晶器”(专利号ZL 2007 2 0083842.3)采取在导流筒内加装垂直折流挡板的办法，有效地解决了因螺旋桨转动引起的旋转流动问题。应当说它是一种很好的结晶器。

然而，在某些情况下结晶器不能采用真空冷却方式。例如，当析出结晶后的母液中溶质或其它可溶性杂质浓度还相当高、因而蒸汽压下降很显著时，采用真空冷却一般达不到要求的结晶温度，导致一次析晶率大大降低等很不经济的后果。对于这类比较特殊的体系，有必要采用其它冷却方式，使结晶过程得以经济、合理地进行。

发明内容：

本实用新型在利用撞击流有效促进微观混合特性的基础上，通过在导流筒内加装折流挡板、在螺旋桨刚引起旋转流动时就加以抑制，使装置在高转速下也能稳定运行并减少动力损耗；在导流筒与结晶器筒体之间设置换热盘管、结晶器筒体外设换热夹套进行间接换热。提供一种微观混合性质良好，适用于从溶液中结晶特别是冷却结晶，易于控制过饱和度及其均匀性，从而能够制得良好结晶产品；能抑制旋转流动、操作稳定、动能损耗低；并能不用真空而以间接换热方式移走热量、达到要求的结晶温度的结晶技术装备。

附图说明：

图1是本实用新型无旋撞击流换热式结晶器结构示意图，它同时表示了工作的基本原理；图2是图1的A-A剖面俯视图。