[发明专利]外循环空气冷却结晶工艺设备

说明书

1、技术领域

本发明属于一种冷却结晶工艺设备，特别涉及一种用空气为冷却介质和翅片管换热器的冷却结晶工艺设备。 

2、技术背景

目前，化工生产中采用间壁换热的冷却结晶工艺设备有很多，最典型的为夹套冷却结晶器与蛇管冷却结晶器，它们是将冷却水通入夹套或蛇管通过间壁换热，使溶液冷却结晶，这种间壁冷却结晶工艺设备最大缺点是需消耗大量冷却水，而且换热面的对流扩散受到限制，导致换热面易结垢，生产效率低，生产成本高。 

中国实用新型专利200920274070.0提供了一种以空气为冷却剂的空气冷却结晶塔，它使用空气与热溶液直接混和换热实现冷却结晶，生产能力大，节能显著，但由于直接使用空气与溶液混和换热，空气中杂质进入溶液中影响产品质量，而且空气易夹带溶液造成产品溶液浪费损失。 

3、发明目的 

为了克服上述间壁冷却结晶器与空气冷却结晶塔的不足，本发明提供了一种以空气为冷却剂，通过翅片管换热器进行间壁换热的外循环冷却结晶工艺设备，它不需要使用冷却水，而且空气也不会污染溶液与产品，冷却结晶效果好，操作方便。 

4、发明内容

为实现上述目的，本发明采用一种外循环空气冷却结晶工艺设备，本发明主要内容与技术特征是： 

外循环空气冷却结晶工艺设备主要由结晶器(1)、循环泵(2)、翅片管换热器(3)、鼓风机(4)、循环管(5)、阀门(6)等组成。 

外循环空气冷却结晶工艺设备的工艺过程是：结晶器(1)中溶液通过循环泵(2)抽送以一定流速不断循环通过翅片管换热器(3)的管程内，再返回结 晶器(1)内；同时，鼓风机(4)将空气鼓入通过翅片管换热器(3)壳程内，空气与溶液两种流体通过翅片管间壁换热，空气吸收热量温度升高排出翅片管换热器(3)，溶液放出热量温度降低返回结晶器(1)，溶液在冷却过程中结晶析出晶体并在结晶器(1)中不断长大。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：控制溶液在翅片管内流速为1-3.5m/s，控制通入空气在翅片管外流速为2-5m/s，使溶液在管内形成湍流，一方面，溶液对管内壁面有较强的冲刷作用，从而防止污垢的沉积及结晶吸附，另一方面强化传热效果，有效提高换热效率。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：结晶器(1)由放料管(1-1)、锥体下封头(1-2)、简体(1-3)、耳座(1-4)、进液管(1-5)、椭圆形上封头(1-6)、人孔(1-7)、循环进液管(1-8)、导流筒(1-9)、循环出液管(1-10)组成；耳座(1-4)沿圆周均匀布置；放料管(1-1)设在锥体下封头(1-2)最底部，简体(1-3)上部设置进液管(1-5)，中部设置循环进液管(1-10)，循环进液管(1-8)直接伸入液面以下。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：所采用的换热器为翅片管换热器(3)，其换热管的表面设置有翅片，增大了换热管的外表面积，从而增加了空气侧的换热能力，使空气侧与溶液侧换热能力匹配，提高换热效果。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：翅片管换热器(3)由天圆地方进风管(3-1)、壳程连接法兰(3-2)、出液管(3-3)、壳程管板(3-4)、壳程钢板(3-5)、天圆地方排风管(3-6)、翅片管(3-7)、连接各翅片管的180°弯头(3-8)、进液管(3-9)。翅片管换热器(3)管程为多程，每一支管为一管程，这样，保证溶液在管内流速均匀，壳程数为一。翅片管(3-7)沿水平方向设置，横向可设置一排戓数排，竖向可设置一排戓数排。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：鼓风机(4)为轴流风机或离心风机，它直接与翅片管换热器进风管(3-1)相连，向翅片管换热器壳程(3)鼓入空气，热空气通过排风管(3-6)排出，冬天可将热空气送入车 间采暖，夏天可作为干燥机等需要使用热空气的设备使用。 

本发明外循环空气冷却结晶工艺设备，其技术特征是：由于结晶器(1)内的溶液通过循环泵(2)循环送入翅片管换热器(3)冷却并返回结晶器(1)内，溶液在结晶器(1)内导流筒(1-9)内外呈上下均匀循环流动，溶液在结晶器(1)内对流扩散与结晶散热快，溶液各处过饱和度基本趋于一致，产品结晶好。 

本发明既可以应用于溶液冷却结晶，也可以应用于溶液冷却降温，还可以用于溶液冷却结晶与车间采暖等。 

5、发明特点 

本发明与间壁冷却结晶及空气直接冷却结晶工艺相比，具有以下优点：