[实用新型]一种风冷结晶装置

说明书

本实用新型涉及一种风冷结晶装置，尤其涉及对现有风冷结晶装置的改进，属于化工生产应用领域。通过设置导流管将风冷塔排出液直接引入结晶罐下部，结合结晶罐上液面与大气相通的技术手段，以及进结晶罐流体的上液面高于结晶罐上液面的技术手段，使结晶罐上液面成为整个结晶罐流体压力最低的等压面，其技术作用是：进入结晶罐的过饱和溶液从结晶罐下部上升至结晶罐上液面后排出结晶罐，且由于结晶罐上液面是低压的等压面，溶液的升流是沿整个结晶罐水平截面均布的，解决了现有技术由于结晶罐内流体短路、偏流问题所导致的结晶停留时间短、结晶效果差，以及风冷系统结晶的堵塞磨损问题。

技术领域

本实用新型涉及溶液的冷却结晶装置，尤其涉及对现有风冷结晶装置的改进，属于化工生产应用领域。

背景技术

在产品纯度无严格要求的化工生产应用领域，风冷结晶技术以其换热效率高、动力消耗低、对盐溶液具有二次浓缩作用等技术优势，正逐步替代传统的强制循环换热结晶技术。风冷结晶装置包括风冷塔和结晶罐两个功能单元，其工艺流程是：将溶液引入风冷塔与由冷却风机引入的空气进行气液传质，在降低溶液温度的同时使溶液中的部分水份汽化，风冷生成的过饱和溶液进入结晶罐；在结晶罐中，过饱和溶液析出晶体并不断长大，最终结晶颗粒沉降到结晶罐底部排出结晶单元，结晶母液由风冷循环泵从结晶罐上部引出，一部分继续进入风冷塔冷却循环，另一部分排出风冷结晶系统。

传统的风冷结晶装置如授权专利(CN203030033U)所述，其特征是：风冷塔冷却生成的过饱和溶液由风冷塔直接落入冷却罐的上液面，结晶罐有两个出液口，一个是位于结晶罐上液面下侧的上出液口(与风冷循环泵进口相连)，另一个是位于结晶罐底部(用以排出结晶物浆液)的下出液口。按照流体路径最短流量最大的原理，流体必然是沿最短路径向压力低处流动，为此，只有从下出液口排出的溶液会进入结晶罐中下部，而从上出液口排出的溶液必然直接沿上液面流向上出液口，其结果是占结晶罐排液量90％以上的上排液口排出液只会在结晶罐上部停留，其在结晶罐中的结晶停留时间极短，其结晶过程尚未完成即排出结晶罐，其排出液仍是过饱和溶液，其不利后果是风冷循环量增加，风冷效率低，并且在泵、阀门、管路及喷头处析出结晶物，造成风冷循环系统的堵塞停运。

授权专利(CN2923700Y)在传统风冷结晶装置的基础上，在结晶单元底部增设悬浮筒，并将结晶单元上部排液口的排出液部分回流到悬浮筒内，用以冲刷结晶物，有效解决了结晶罐底部结晶物沉积问题，同时也实现了上述回流液在结晶罐中下部的停留，提高了结晶效率，但是，由于其只解决了上排液口的部分排出液的过饱和问题，结晶效率低，排出结晶罐的仍是过饱和溶液，风冷循环系统的结晶堵塞问题仍然存在。

授权专利(CN206950706U)通过在风冷塔下部的结晶段内设置导流锥体和导流筒，“导流锥体与导流筒的作用是改善结晶效果及防止结晶板结”，其作用机理是“溶液在循环泵(3-3)的作用下，通过导流锥体(1-5)，导流筒(1-4)的导流作用，在塔设备(1)底部循环流动，使各溶液过饱和度一致，晶体不断长大到一定粒度”。但是，由于其导流筒设置在结晶段上液面以下，结晶段上液面即为导流筒上液面，循环泵进口这个点是整个结晶段水压最低处，而同样基于流体路径最短流量最大的原理，上排液口的排出液必然是从导流罐出口直接流向水压最低的循环泵进口，形成偏流。上述偏流问题导致的结果是结晶罐内绝大部分容积是无流体通过的死区，溶液的在结晶罐内的停留时间较现有技术并未增加；而尤为不利的后果是：由于形成了大流量小截面积的高速上升流，上升流内部生成的结晶颗粒难以得到沉降，最终随上升流排出结晶罐进入风冷循环系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提出一种风冷结晶装置，解决了现有技术由于结晶罐内流体短路、偏流问题所导致的结晶停留时间短、结晶效果差，以及风冷系统结晶的堵塞磨损问题。