[发明专利]带筛板的多级逆流结晶器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带筛板的多级逆流结晶器，它是一种将物料连续送入该设备中，连续分离得到高纯产品的设备，主要用于医药工业、食品工业、精细化工、煤化工等领域的结晶过程中，属于提纯设备。

背景技术

TNO振动结晶器具有强化传质、传热及颗粒破碎功能，而倾斜塔结晶器具有促进固体颗粒沉降的特点；本发明通过吸收TNO振动结晶器与倾斜塔结晶器各自优点，开发一种新型多级逆流结晶器。

新型多级逆流结晶器将多个重结晶过程耦合在一个塔式设备内，一次实现多个理论级的分离。目前所发明的结晶塔，其作用机理一般包括重结晶、逆流洗涤、发汗。其中逆流洗涤和发汗作用是主要的作用机理，而发汗过程是关系到能否获得高纯度产品的关键。液体在结晶器的结晶段结晶后，通过刮片刮下，送入结晶提纯塔内，晶体进入倾斜塔板，自上而下运动，在每块倾斜塔板上，晶体由搅拌的筛板和刮片进行刮磨、挤压、破碎等作用，强化晶体颗粒及熔融液相间的传质与传热过程，促使晶体的重结晶、洗涤和发汗过程得到强化，且由于晶体在塔板上作横向运动，而熔融液作轴向运动，使固、液间的传质进一步得到强化，而倾斜塔板促进了晶体的沉降。

晶体在下行过程中，通过洗涤、发汗及重结晶过程共同作用下，晶体纯度越来越高，塔底纯度很高的晶体被加热熔化，一部分作为产品采出，一部分作为回流液逆流向上，与向下运动的晶体逆流接触，通过重结晶、逆流洗涤、发汗等机理，将晶体提纯，杂质进入液相中，最后作为残液从塔顶排除。在一个塔内实现很多理论级的分离。这样将多个单级结晶过程集成在一个塔内完成，既提高了过程回收率和分离效率，又简化了工艺，降低了设备投资，并拓宽了结晶过程的应用领域，可以分离许多以前无法用结晶过程分离的物系，为有机物、药物以及生化制品等的分离提供了新的途径。

传统的熔融结晶器有很多较难克服的缺点：物系熔点较高，在结晶塔内壁和搅拌杆上容易结垢，绝大多数有机物系，固液两相的密度差很小，晶体在自身的熔融液中沉降速度慢，不利于晶体的洗涤，晶体在还没有沉降到结晶塔底部时，就已经形成了很大的晶体颗粒，在结晶塔内结垢；其次，晶体颗粒大影响发汗作用，得不到高纯的有机物；70%物系的熔点在20-200℃，大部分在100℃以上，传统的熔融结晶器只能针对某一物系，或只针对熔点在100℃以下的物系，不能通用于其他物系中。

本发明的多级逆流结晶器克服了这些特点，搅拌杆的结构简单，在不影响传质的情况下，晶体也不容易在其上结垢，倾斜筛板的加入，能够促使晶体沉降，并且将大的晶体颗粒破碎，使发汗效果更显著，从而得到高纯的有机物。在加热温度较高时，塔底采用电加热带加热，通过控温仪控制加热温度，加热温度较低时采用加热介质通过夹套加热，两种方法温度控制稳定，适合于所有的有机物系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通用的熔融结晶装置-带筛板的多级逆流结晶器。

本发明的带筛板的多级逆流结晶器，该结晶器为立式塔体结构，包括步进电机（1）、刮片（4）、搅拌杆（5）、筛板（9）、电加热带（6），结晶器内径上下一致，塔体分为结晶段（a）、提纯段（b）、熔融段（c），结晶段（a）位于塔体上部，熔融段（c）位于塔体底部，提纯段（b）位于结晶段（a）和熔融段（c）之间；步进电机（1）位于塔体上方，步进电机（1）与搅拌杆（5）固定在一起，搅拌杆自塔体内的上端直到塔体内底部，搅拌杆的底端设有搅拌叶（7）；紧贴塔体内径设有刮片（4），刮片（4）固定在搅拌杆上，可与搅拌杆一起转，刮片（4）为长方形，在搅拌杆（5）水平上呈90°的四个方向依次设置四个刮片，在塔体内沿高度方向设置有多个上述的四个刮片；在塔体内的提纯段（b）还设有多个倾斜的筛板（9），在筛板（9）上设有圆孔（11），倾斜的筛板（9）下部分有缺口作为沉降区（10），搅拌杆穿过筛板并与筛板固定在一起。

多个筛板（9）沿高度方向均匀地分布在提纯段（b）内，相邻两块筛板的沉降区分别在搅拌杆相反的两个方向上；筛板（9）与水平方向的夹角为30-75°。

在结晶段（a），环绕塔体的外壳安装有冷却夹套（2），冷却夹套开设有冷却介质入口（3）和冷却介质出口（8）。

提纯段（b），环绕塔体的外壳包裹有电加热带（6），利用电加热带（6）控制提纯段（b）的温度，上升的熔融液与一直下降的晶体逆流接触传质，将晶体提纯，而将晶体中的杂质从晶体中传递到熔融液中，随着熔融液一起上升，对于晶间包藏的杂质，通过筛板（5）的破碎作用分离出来，达到强化传质的目的。