[发明专利]通风冷却结晶塔

说明书

技术领域

本发明属于一种冷却结晶设备，特别涉及一种利用空气为冷却媒介的冷却结晶设备。

背景技术

冷却结晶设备是一个重要的化工单元设备，它是将溶液冷却降低温度，使溶液中溶质达到过饱和条件，溶液中的溶质分子或离子在其空间晶格的节点上有规律的排列，形成固相晶体。现代化工生产中，许多化合物都是采用冷却结晶方法制造获得，目前，国内传统的冷却结晶设备主要有间壁冷却结晶设备与真空冷却结晶设备。

间壁冷却结晶设备根据传热面可分为夹套冷却结晶设备、管式冷却结晶设备、板式冷却结晶设备，间壁冷却结晶设备是将冷水通入夹套或管式换热器或板式换热器内，通过间壁换热使溶液冷却结晶，这种设备最大缺点是无论采用何种类型传热面，都会不同程度产生传热面吸附晶体而产生结垢现象，影响传热效果，传热系数低，一般为100w/㎡·℃以下，致使设备生产能力低下，另外，还需消耗大量冷却水。

真空冷却结晶设备通常采用蒸汽喷射泵抽真空，使密闭容器内溶液压力降低，溶液沸点也降低，溶液在低压状态下蒸发水分，蒸发的水分在吸收溶液自身热量的同时，使溶液内能减少，从而使溶液冷却结晶析出晶体，真空结晶设备需要消耗大量蒸汽和冷却水，冷却结晶成本较高。

由于间壁冷却结晶设备与真空冷却结晶设备存在上述缺点与不足，本发明人张罡提供了一种中国实用新型专利200920274070.0“空气冷却结晶塔”，它选用空气为冷却剂，使用空气与热溶液直接混和换热实现冷却结晶，空气冷却结晶塔具有生产能力大，生产成本低，操作方便等特点，是我国典型节能降耗的新型冷却结晶设备。通过多年应用实践，中国实用新型专利200920274070.0“空气冷却结晶塔”还存在一些缺点与不足：一是布液不均匀，气液混合接触不充分，制约了换热效果，影响了生产能力；二是结晶料液在底部沉积板结，影响生产操作；三是空气夹带液滴排出，造成物料损失严重，且污染大气环境，四是引风机受湿热空气腐蚀严重。为了克服空气冷却结晶塔缺点与不足，本发明进行了创造性改进，提供了一种通风冷却结晶塔。

发明内容

本发明提供一种通风冷却结晶塔，通风冷却结晶塔是选用空气为冷却剂，使空气与溶液直接接触混合换热从而使溶液冷却，通风冷却结晶塔由塔设备、风机设备及循环泵设备组成。

通风冷却结晶塔的塔设备由裙座、锥筒体、塔筒体、排气锥筒体、排气筒体组成；塔筒体上设置2个人孔，用于检修设备；塔筒体上设置进液管、循环出液管、循环进液管、观察视镜、进风管；锥筒体底部设置排料管，用于排出料液，锥筒体侧边设置温度计；塔设备内部设置除雾器、布液器、填料层，导流锥体与导流筒，布液器设置若干规则布置的螺旋喷嘴，螺旋喷嘴材料选用聚四氟乙烯。

通风冷却结晶塔的风机设备由鼓风机、连接风管组成，连接风管用于连接鼓风机与塔设备进风管，风机设备作用是将空气鼓入塔设备内，鼓风机选用轴流风机或离心风机。

通风冷却结晶塔的循环泵设备由循环泵、进口阀门、进口管、出口阀门、出口管组成，循环泵设备作用是将塔设备中溶液抽送至塔设备上部布液器布液，并使塔设备溶液循环流动。

塔设备设置布液器，布液器设置若干规则布置的螺旋喷嘴。螺旋喷嘴是一种典型的撞击式分散喷雾，喷嘴内部没有结构，是一个畅通的通道，液流是通过撞击螺旋的分层界面，从而分层喷淋，液体或料浆通过与连续变小的螺旋面相切和碰撞后，变成微小的液滴喷出而形成雾状，螺旋喷嘴雾化效果好，布液范围大，且防堵性强，选用聚四氟乙烯材料制造的螺旋喷嘴效果更好。

塔设备设置填料层，它底部装有填料支承板，填料以乱推或整砌的方式放置在支承板上，填料上方安装填料压板；填料选用鲍尔环填料或阶梯环填料，填料材质选用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是固体材料中摩擦系数最低，表面张力最小的材料，不粘附任何物质，这对防止冷却结晶过程产生结壁堵塞极为有利。

塔设备设置除雾器，除雾器主要作用是分离空气夹带的液滴，减少损失，保护环境，除雾器可以采用折流板式除雾器，当夹带液滴的空气流经除雾器断面时，由于空气流动方向在除雾器流道中不断发生偏折，液滴在惯性力作用下撞击在除雾器表面并被粘附于板片壁面上形成薄液膜，在板片下端形成较大液滴滴落下去，从而达到除雾目的。除雾器液也可以采用丝网除雾器。