CN106492499A - 一种等梯度降温结晶系统及其工作方法 - Google Patents

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D9/00—Crystallisation
    • B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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Abstract

本发明涉及一种等梯度降温结晶系统及其工作方法，属于结晶技术领域。它包括结晶器，压缩机，冷凝器，冷凝水罐，真空泵。所述结晶器的排气口与压缩机入口相连，压缩机出口与冷凝器的气侧入口相连，冷凝器的气侧出口连接至冷凝水罐，冷凝水罐上连接有真空泵。系统采用压缩机作为结晶器的真空抽气设备，通过压缩机压比及抽气量的匹配调整，实现对结晶粒度及降温速度的控制，系统设备结构简单、附属设备少、结晶过程调控方便、结晶粒度均匀。

Description

一种等梯度降温结晶系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种结晶系统，尤其涉及一种等梯度降温结晶系统及其工作方法。
背景技术
目前，工业领域应用的结晶方法包括冷却结晶、蒸发结晶及真空冷却结晶。其中，冷却结晶工艺在国内各行业中应用占约95%，冷却结晶通常采用间壁式冷却方式，通过结晶器夹套的循环冷却水降低结晶器内部溶液的温度，使溶液产生一定的过饱和度并使溶液析出晶体。冷却结晶系统的冷却壁面常有晶体结出，形成不断增厚的晶疤或晶垢，这不仅阻碍了冷却过程的传热，还需要对结晶器壁面进行及时清理，劳动强度大，生产效率低。
真空冷却结晶是使溶液在真空条件下闪急蒸发而绝热冷却，通过冷却降温及去除一部分溶剂的双重效应实现溶液的过饱和度并产生晶体，真空冷却结晶系统的结晶器内部无换热壁面，因而不存在晶垢妨碍传热而需经常清理的问题。目前，真空冷却结晶系统常采用蒸汽喷射泵对系统进行抽真空，这需要现场配套有高压蒸汽，同时由于蒸汽喷射泵的抽气效率较低，蒸汽耗量较大，使得结晶系统运行能耗较高。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供了一种等梯度降温结晶系统及其工作方法。
一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：包括结晶器，压缩机，冷凝器，冷凝水罐，真空泵。所述结晶器的排气口与压缩机入口相连，压缩机出口与冷凝器的气侧入口相连，冷凝器的气侧出口连接至冷凝水罐的入口，冷凝水罐的出口连接真空泵, 所述结晶器侧壁设有进料管，底部设有排料管。
所述的一种等梯度降温结晶系统的工作方法，其特征在于：工作时，首先加入热的溶液至指定液位，开启压缩机及真空泵结晶器内溶液表面开始蒸发并绝热降温，二次蒸汽及结晶器内的不凝气体在压缩机的增温增压作用下，进入冷凝器，二次蒸汽冷却凝结并流入冷凝水罐，不凝气体及部分未凝蒸汽通过真空泵排空;当结晶过程完成后，关闭压缩机及真空泵。
所述可以由若干结晶器单元并联而成，且每个结晶器单元均安装有控制阀。
所述压缩机可以采用罗茨压缩机、离心压缩机或螺杆压缩机。
所述冷凝器可以采用板式换热器或管壳式换热器，冷凝器采用水冷冷却方式。
所述真空泵采用水环真空泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述的一种等梯度降温结晶系统，采用压缩机作为结晶器的真空抽气设备，结晶器内溶剂在真空条件下闪急蒸发，使得结晶器内溶液在同高度位置处具有相同的温度梯度及浓度梯度，结晶过程推动力均匀稳定，不存在局部过冷而导致的晶疤晶垢问题，结晶粒度均匀。通过压缩机压比及抽气量的匹配调整，可实现结晶器内较低的真空度，从而提高了结晶器的工作效率。
附图说明
图1为实施例一的等梯度降温结晶系统原理图；
图2为实施例二的等梯度降温结晶系统原理图;
图中，1为结晶器，2为压缩机，3为冷凝器，4为冷凝水罐，5为真空泵，6为第一结晶器，7为第二结晶器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：
图1 为本实施例的系统原理图。如图所示，一种等梯度降温结晶系统包括：结晶器1，压缩机2，冷凝器3，冷凝水罐4，真空泵5。结晶器1顶部的排气口与压缩机2的入口相连，压缩机2出口与冷凝器3的气侧入口相连，冷凝器3的气侧出口连接至冷凝水罐4的入口，冷凝水罐4的出口连接真空泵5。所述压缩机2采用罗茨压缩机；冷凝器3采用板式换热器；真空泵5采用水环真空泵。所述结晶器1侧壁设有进料管，底部设有排料管。
系统工作时，首先加入热的溶液至指定液位，开启压缩机2及真空泵5，结晶器1内溶液表面开始蒸发并绝热降温，二次蒸汽及结晶器内的不凝气体在压缩机2的增温增压作用下，进入冷凝器3，二次蒸汽冷却凝结并流入冷凝水罐4，不凝气体及部分未凝蒸汽通过真空泵5排空。结晶器内的溶液在真空条件下闪急蒸发而被绝热冷却，结晶器内同一高度位置处的溶液与蒸发表面的溶液之间具有相同的温度梯度及浓度梯度，结晶推动力及结晶过饱和度一致，不存在局部过冷现象，溶液结晶粒度大小均匀。当结晶过程完成后，关闭压缩机及真空泵，将结晶器内的晶浆排至后续工序的过滤设备处。
实施例二：
图2为本实施例的系统原理图。如图所示，一种等梯度降温结晶系统包括：压缩机2，冷凝器3，冷凝水罐4，真空泵5，第一结晶器6、第二结晶器7。第一结晶器6与第二结晶器7顶部的排气口均连接至压缩机2的入口，在连接管路上分别装设阀门；压缩机2出口与冷凝器3的气侧入口相连，冷凝器3的气侧出口连接至冷凝水罐4的入口，冷凝水罐4的出口连接真空泵5。所述压缩机2采用螺杆压缩机；冷凝器3采用列管式换热器；真空泵5采用水环真空泵。所述第一结晶器6与第二结晶器7的侧壁均设有进料管，底部均设有排料管。
本实施例采用双结晶器，并相互切换，提高系统的工作效率。
本发明所述的一种等梯度降温结晶系统，设备结构简单、附属设备少、结晶过程调控方便、结晶粒度均匀。
尽管上文结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：
包括结晶器(1)，压缩机(2)，冷凝器(3)，冷凝水罐(4)，真空泵(5);
所述结晶器(1)的排气口与压缩机(2)的入口相连，压缩机(2)出口与冷凝器(3)的气侧入口相连，冷凝器(3)的气侧出口连接至冷凝水罐(4)的入口，冷凝水罐(4)的出口连接真空泵(5), 所述结晶器侧壁设有进料管，底部设有排料管。
2.根据权利要求1所述的一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：所述结晶器(1)由若干结晶器单元并联而成，且每个结晶器单元均安装有控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：所述压缩机采用罗茨压缩机、离心压缩机或螺杆压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：所述冷凝器采用板式换热器或管壳式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种等梯度降温结晶系统，其特征在于：所述真空泵采用水环真空泵。
6.权利要求1所述的一种等梯度降温结晶系统的工作方法，其特征在于：工作时，首先加入热的溶液至指定液位，开启压缩机(2)及真空泵(5)，结晶器(1)内溶液表面开始蒸发并绝热降温，二次蒸汽及结晶器内的不凝气体在压缩机(2)的增温增压作用下，进入冷凝器(3)，二次蒸汽冷却凝结并流入冷凝水罐(4)，不凝气体及部分未凝蒸汽通过真空泵(5)排空;当结晶过程完成后，关闭压缩机及真空泵。
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