[实用新型]电热式程序控温结晶器

说明书

本实用新型公开了一种电热式程序控温结晶器，主要包括容器、加热装置和程序控温装置，程序控温装置连接并控制加热装置；程序控温装置为多段程序控温表。本实用新型的结晶器以液体作为传热介质和冷却介质，以电能为热源，通过程序控温装置与其他装置的协同作用，在精准控制冷却介质或反应液温度的同时对升温和降温速率进行精确控制，实现真正意义的程序控温(包括保温、升温、降温)。与现有技术相比，本实用新型结晶器模块化强、结构简单、便于组装，而且容易利用已有设备改装升级。总之，本实用新型具有工作温度、降温速率可控范围广，温度控制精准的特点，填补了国内外市场空白。将之器用于科研可获得精准的实验数据，具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型属于冶金分离、化工合成、材料制备技术领域，尤其涉及一种电热式程序控温结晶器。

背景技术

结晶一般是从溶解在溶液中的物质以晶体形式析出，主要用途为分离提纯物质或祛除溶液中杂质以实现净化溶液的目的，广泛应用于湿法冶金、化工、材料、医药、食品、制盐等工业部门。结晶可采用两种方式，一种是加热蒸发脱除部分溶剂使溶质过饱和度增加，从溶液中析出；另一种方式是通过改变溶液温度而降低溶质在溶液中的溶解度，而使溶质析出；同时采用这两种方式，可以提高结晶效率。用来实现结晶功能的设备称为结晶器，通常具有加热和冷却两种功能，然而目前市场销售的结晶器，不论是实验用结晶器，还是工业用结晶器，都不具备程序精准控温功能。

在结晶过程中，温度对产品质量和生产效率影响很大。为了提高溶液过饱和度，加大结晶推动力，促进结晶反应速率，可通过扩大溶液降温幅度予以实现，这要求结晶器具有较大的温度控制范围。同时，为了提高晶体质量、控制结晶形态，通常还需要控制降温速率。例如在氧化铝生产过程中，铝酸钠溶液分解生成氢氧化铝的过程为结晶过程，分解周期一般需要50-80h，杂质元素主要为硅、铁、钠，如何提高氢氧化铝的分解速率和分解质量，对于氧化铝工业具有重要意义。然而，目前生产氢氧化铝过程中只能有效控制铝酸钠溶液初始温度，降温速率和终点温度在分解槽结构、串联槽数固定之后，只能根据经验通过改变溶液在槽内停留时间和搅拌速率进行粗略调整，无法对降温速率和终点温度进行精确控制。当结晶降温速率较大时容易瞬时产生大量晶核，从而导致结晶出大量细小的氢氧化铝颗粒，其只能作为晶种循环使用，不能用于后续生产砂状的氧化铝，从而降低了氧化铝的生产效率。这种方式下氢氧化铝的结晶效率及产品质量受季节变化、设备结垢等因素影响较大。

尽管很多结晶器配备了温度显示装置，但只能设定一个目标温度，不能进行多段程序控温，只能借助环境温度进行自然冷却降温或用冷却介质对其进行降温，降温速率无法调整，从而无法精准控制结晶反应过程。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电热式程序控温结晶器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

电热式程序控温结晶器，主要包括容器、加热装置和程序控温装置，程序控温装置连接并控制加热装置；程序控温装置为多段程序控温表。

上述电热式程序控温结晶器，还包括冷却水箱；容器为内层容器和外层容器构成的双层结构，容器上设容器盖，内层容器和外层容器之间形成夹套；冷却水箱通过冷却介质回流管和冷却介质进入管与夹套连通构成循环回路，冷却水箱的出水口与夹套的入水口相连，夹套出水口与冷却水箱的入水口相连。

夹套为空心夹层，或者夹套内设螺旋流道，或者夹套内壁上设置金属散热片。

内层容器和外层容器为圆筒形、正方形、矩形或其它形状；内层容器采用金属光滑平板、波纹板或棘板制作；外层容器采用金属或陶瓷材料制作；螺旋流道采用金属材料或聚四氟乙烯制作。

加热装置由电源、真空开关和电加热体组成，电加热体连接并由继电器控制盒控制，电加热体置于内层容器内；加热体采用电阻式加热、微波加热或电磁加热方式。