[实用新型]一种可逆流传热的降膜结晶器

说明书

本实用新型属于化工设备技术领域，具体公开了一种可逆流传热的降膜结晶器，包括筒体、冷热媒分布器、结晶管固定板、物料分布器、结晶管支撑板、结晶管、冷热媒管、冷热媒进口、冷热媒出口、物料进口和物料出口，结晶管套设在冷热媒管上，结晶管上端设有开口，下端为封闭状，冷热媒管的上端和下端均设有开口，冷热媒进口与冷热媒管相连通，冷热媒出口与结晶管相连通。本结晶器中，物料沿着结晶管外侧从上向下流动，而冷热媒在结晶管内侧自下至上流动，物料与冷热媒形成逆流传热，从而有效提高换热效率和结晶效率。

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，特别是涉及一种可逆流传热的降膜结晶器。

背景技术

随着化学工业、制药工业和材料学的不断发展，对于化工原料的纯度也越来越高。而这些原料通常以同分异构体、对映体或同系物混合体的形式存在，由于其物理和化学性质十分接近，因而给同分异构体、对映体的分离提出了新的要求。此外，还有一部分化学原料是高沸点、易于反应的热敏性物质，在高温下容易发生一系列的副反应，限制了其常规的精馏或减压精馏分离操作。

熔融结晶是基于不同物质熔点的差异通过固液两相平衡实现分离的纯化技术，具有操作温度低、副反应少、能耗低等优势，是最近发展起来的新的分离技术。熔融结晶根据操作方法的不同分为悬浮结晶、降膜结晶和层式结晶三类。而降膜结晶由于其具有处理量大，操作方便、分离设备结构简单，便于维护等优点，已经得到了广泛的使用，尤其在冰晶丙烯酸、奈、丙交酯、电子级磷酸等领域得到了成功的应用。

目前，降膜结晶以瑞士苏尔寿公司的双降膜结晶系统应用最广泛，其主要特点是待提纯物料在降膜器的内管中在布膜器的作用下以薄膜状物质从上向下流动。而控温的冷热媒则在降膜器的结晶管外侧以膜状形式从上向下流动。专利CN201611052225.7也采用双降膜的系统，区别在于冷热媒在结晶管内部流动，待纯化物料在结晶管外部进行冷却和结晶。目前常见的双降膜结晶系统存在的问题主要在于内外降膜只能自上而下的流动，物料与冷热媒的换热方式只能是并流传热，传热效率低。由于结晶管上端冷媒温度低，而物料的纯度略高，结晶速度快，而结晶管下端，物料纯度低，冷媒温度高，不利于物料的结晶，这对于结晶工艺而言是不利的。其次，冷热媒只能以降膜的形式流动，冷热媒的流速受到一定的限制。另一方面，内管作为物料的结晶壁，由于结晶空间有限，产能受到限制。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可逆流传热的降膜结晶器，用于解决常规降膜结晶器冷热媒和物料都以降膜的形式并流流动，传热效率低及结晶效率低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可逆流传热的降膜结晶器，包括筒体，所述筒体内部从上至下依次设有冷热媒分布器、结晶管固定板、物料分布器和结晶管支撑板，所述筒体内部设有若干竖向设置的结晶管和冷热媒管，所述结晶管套设在冷热媒管上，结晶管上端设有开口，下端为封闭状，冷热媒管的上端和下端均设有开口；所述结晶管和冷热媒管的上端均固定安装在结晶管固定板上，所述结晶管的下端依次穿过物料分布器和结晶管支撑板，所述物料分布器位于结晶管的上端处，所述结晶管支撑板位于结晶管的下端处；所述筒体的顶部设有冷热媒进口，冷热媒进口与冷热媒管相连通；所述筒体的筒壁上端设有冷热媒出口和物料进口，所述冷热媒出口的位置高于结晶管的顶端，冷热媒出口与结晶管相连通，所述物料进口的位置在结晶管固定板与物料分布器之间；所述筒体的底部设有与所述物料进口相连通的物料出口。

本基础方案的工作原理在于：物料从物料进口进入到物料分布器上，物料分布器在结晶管外壁均匀分布物料，使物料在结晶管外壁上以降膜的形式在重力作用下从上至下均匀流动；而冷热媒从冷热媒进口进入到冷热媒分布器上，进入冷热媒管中，从冷热媒管的下端流入结晶管中，然后从结晶管内侧从下向上流动，最后由筒体上端的冷热媒出口流出，这样物料与冷热媒形成逆流传热，能够有效提高传热效率和结晶效率。