[实用新型]一种气液吸收型结晶造粒设备

说明书

本实用新型公开了一种气液吸收型结晶造粒设备。该设备由结晶造粒器、粒度调节循环泵、尾气吸收器、冷却器、气体加料器、静态混合器组成。液相吸收气体产生的过饱和度，主要在结晶造粒器悬浮层的晶体表面消除，产生的晶核数量少，有利于结晶的成长，可制造大颗粒结晶。控制粒度调节循环泵的变频电机，可改变结晶造粒器的循环量，生产出不同粒径的产品。气体吸收的反应热和结晶热由自然循环的外置冷却器移除。设置尾气吸收器提高原料气的利用率，减少排放量。

技术领域

本发明涉及一种气液吸收型结晶造粒设备。具体涉及一种气体吸收、反应，结晶成长、分级，尾气处理集于一体的结晶造粒设备，根据不同需求，生产出不同粒径的产品。

背景技术

结晶为规则排列的原子或离子组成的固体，是由若干平面组成的立体。在一定的环境条件下，结晶通常具有固定的形状和姿态。即使基本的晶形不变，例如六棱柱晶体，结晶可以是短粗的，也可以是细长的，还可以是带有六个棱的薄盘状。工业上的结晶绝大多数是液相中生成的。如果生成的结晶是长针状、树枝状、羽毛状结晶，在溶液中生成时就容易夹带母液，并在离心分离、干燥、储运过程中破碎成粉末；扁平状结晶对于过滤、洗涤都很困难，不仅过滤速度缓慢而且滤饼含母液多，产品质量不纯；复合、粘结在一起的结晶在分离、干燥和储运过程中也易于破碎成为细小的晶体。大颗粒结晶在过滤、洗涤及产品纯度上具有明显的优势，并且易于储存和运输。

工业上生产结晶产品，是将溶液中的溶质产生过饱和度，然后使固相从液相中析出。使溶液呈过饱和状态从而析出结晶的手段一般有：冷却、蒸发、同离子效应、化学反应等。过饱和溶液是不稳定的，是“介稳态”。在“介稳态”下有“不稳区”和“介稳区”。介稳区内，不析出或很少自发析出新的晶核，原有晶核可以成长。为了得到较大粒度的结晶，应使过饱和溶液处于“介稳区”，避免大量析出晶核，使结晶不断成长。

气液吸收反应产生过饱和度生成结晶的设备，通常采用塔器设备。原料液体从塔的上部进入塔内，与塔下部进入的气体逆流接触，使溶液产生过饱和度、生成晶核，并随着继续吸收气体而使结晶长大。为了增强气液接触的传质传热效果，在塔体内设有塔板。对于放热的吸收反应，在塔的下部设有冷却器，可进一步增大过饱和度，使结晶生成并长大，提高收率。晶浆由塔底取出，尾气由塔顶排放。此种类型的结晶设备，生成的晶核以一次成核为主，且成核数量不易控制。由于有大量的晶核存在，因此结晶不易长大，结晶颗粒较细。特别是带有冷却水箱的结晶塔，在冷却水箱内有很多列管，冷却时列管的间壁温差比较大，局部产生较大的过饱和度而导致二次晶核的产生，并且使列管外壁结疤。由于二次晶核的成长时间短，因而成为细小的结晶。针对此种结晶设备存在的问题，有研究者设计了异径塔，将晶核生成区域的塔径加大，增加了结晶在此区域的停留时间并降低了过饱和度峰值，可增大结晶的粒度。与相似类型的结晶塔的结晶粒径相比，可增大20～40%。为了延长结晶塔的作业周期，有研究者将冷却器移至塔外，对外冷器轮换清洗，使结晶塔塔体的作业周期增长，由3天延长到30天以上。虽然塔器类型的结晶设备做了很多改进和优化，但这种设备晶核生成和结晶成长的条件和形式，使之难以获取大颗粒结晶。

气液吸收反应产生过饱和度生成结晶的设备，亦有采用强制循环蒸发器类型的结晶设备，主要由结晶器、循环管、循环泵、冷却器等组成。压缩气体进入到结晶器下部的循环管，原料液通过泵打入到结晶器下部循环管与气体发生反应，循环管内的循环液通过强制循环泵送入冷却器，移走反应产生的热量。反应生成的结晶在结晶器中不断长大，结晶从结晶器的锥体下部的循环管中取出，尾气由结晶器顶部排放。此种结晶器，生产能力大，运行周期长，设备易于大型化。但是，这种结晶器循环管内的循环母液中含有晶浆，在经过循环泵时极易使结晶破碎，产生大量二次晶核，不利于结晶长大，生产大颗粒结晶非常困难，同时晶浆经过结晶器列管，易造成冷却器结疤和堵塞。气体原料利用率低是该结晶器存在的另外一个不足之处。为了减少原料气尾气的排放量，通常将原料气的浓度提高，不但增加了成本，而且由于气体吸收是在有限长度的循环管内并流进行的，仍然会使结晶器排放的尾气量偏高，造成原料气利用率偏低。