CN107519660A - 冷却结晶设备 - Google Patents

Abstract

冷却结晶设备，其包括冷却塔、结晶槽及循环泵，冷却塔又包括筒体、喷淋装置、物料筛盘及风机，筒体底部开设有进风口、顶部开设有出风口，风机设于筒体的出风口处，喷淋装置包括进料管、弯头及喷头，进料管从筒体外穿入筒体内，弯头一端连接进料管、另一端连接喷头，喷头位于筒体内，物料筛盘设置喷头下方，物料筛盘上开设有筛孔，结晶槽设有进料口及出料口，结晶槽的进料口与冷却塔连通、出料口连接循环泵的一端，循环泵的另一端连接冷却塔的喷淋装置。与现有技术的冷却结晶设备相比，本发明不仅占地面积小、造价低、维修方便，且运行成本低、部件不易堵塞、冷却结晶效率高。

Description

冷却结晶设备

技术领域

本发明涉及冷却结晶设备技术领域，特别涉及一种空气冷却结晶设备。

背景技术

无机盐溶液生产过程通常包括化学反应、粗分离、浓缩、冷却结晶等步骤。目前冷却结晶无机盐溶液通常采用的设备有自然冷却结晶装置、夹套冷却结晶器以及蛇管冷却结晶器，这三种设备应用比较广泛，但均存在许多不足之处。

其中，自然冷却结晶装置属于最传统的冷却结晶设备，其冷却速度慢、占地面积大、劳动强度大、浪费严重且生产效率十分低，不适用于无机盐溶液的规模化生产。

其次，夹套冷却结晶器与蛇管冷却结晶器，它们是将冷却水送入夹套或蛇管内，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的缺点是需消耗大量冷却水，生产成本高，而且设备的换热面易结垢，换热面的对流受到限制，因此生产效率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低且换热效率高的空气冷却结晶设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：冷却结晶设备，包括冷却塔、结晶槽及循环泵；所述冷却塔包括筒体、喷淋装置及物料筛盘，所述筒体上开设有进风口和出风口，所述喷淋装置设置在筒体内，所述物料筛盘设置在喷淋装置下方，所述物料筛盘上开设有若干个筛孔；所述结晶槽设有进料口及出料口；所述结晶槽的进料口与冷却塔连通、出料口连接循环泵的一端，所述循环泵的另一端连接冷却塔的喷淋装置。

其中，所述喷淋装置包括进料管、弯头及喷头，所述进料管从筒体外穿入筒体内，所述弯头一端连接进料管、另一端连接喷头，所述喷头位于筒体内。

优选地，所述冷却塔还包括倒圆锥形的物料缓冲池，所述物料缓冲池底部设有排料口，所述排料口连接结晶槽的进料口，所述物料缓冲池设于筒体下方且两者之间留有空隙，所述筒体的底面是开放的，所述出风口开设在筒体顶部，所述出风口处设有风机底座，所述风机底座上安装有风机。

进一步，所述出风口与喷头之间设有防止物料从筒体的出风口溅出的挡液板，所述挡液板分为上挡液板及下挡液板，所述上挡液板呈圆锥形且上挡液板与筒体的内侧面之间留有空隙，所述下挡液板呈圆台形，所述下挡液板的上底面开设有若干个通气孔，所述下挡液板的下底面是开放的。

再进一步，所述筒体上还开设有方便维修人员进出冷却塔的人孔。

其中，所述物料筛盘包括两个锥形筛盘及两个倒圆台形筛盘，所述锥形筛盘及倒圆台形筛盘相间设置在喷头下方，所述锥形筛盘的筛孔均匀开设在锥形筛盘的侧面上，所述锥形筛盘的底面是开放的，所述倒圆台形筛盘的筛孔均匀开设有倒圆台形筛盘的侧面上，所述倒圆台形筛盘的上底面与下底面均是开放的。

优选地，所述锥形筛盘与倒圆台形筛盘的中心线与冷却塔的中心线一致，所述锥形筛盘与筒体的内侧面之间留有空隙。

进一步，所述风机为轴流风机，所述轴流风机的中心线与筒体的中心线一致。

再进一步， 所述结晶槽为顶部开口的圆筒，所述结晶槽的出料口位于结晶槽底部的侧面。

更进一步，所述结晶槽包括电机及搅拌浆，所述电机架设在结晶槽顶部，所述搅拌桨安装在电机下方。

本发明取得的有益效果在于：

1.本发明的冷却塔及结晶槽均采用立式筒体结构，占地面积小、造价低；冷却塔设有快开式人孔，使得设备维修更方便。

2.本发明的冷却塔使用空气为冷却介质，避免了间壁式冷却设备需要消耗大量冷却水的问题，大幅度降低了能耗与成本。

3.本发明采用轴流风机使空气从冷却塔底部进入，自下而上到达冷却塔顶部，运动过程中与塔内自上而下的料液直接接触进行对流换热，换热效率高。

4.本发明的冷却塔的物料筛盘能使物料在下落的过程中得到缓冲，降低物料的流速，延长空气与物料的换热时间，提高换热效率。

5.本发明冷却塔的物料筛盘的圆锥形滑台及倒圆台形滑台能有效防止物料堵塞筛孔，避免影响换热效率。

6.本发明冷却塔的上挡液板及下挡液板能有效防止物料溅出，避免物料的浪费。

7.本发明的结晶槽采用电动搅拌桨对物料进行搅拌，提高了物料的结晶效率。

综上所述，本发明提供的一种冷却结晶设备，不仅占地面积小、造价

低、维修方便，且运行成本低、部件不易堵塞、冷却结晶效率高。

附图说明

图1为本发明的实施例的正视图。

图2为本发明的实施例的俯视图（忽略管道）。

图3为本发明实施例的冷却塔的正视图。

图4为图3中A-A方向的剖视图。

图5为本发明实施例的冷却塔的俯视图。

图6为本发明实施例的冷却塔的轴测图。

图7为本发明实施例的喷淋装置的正视图。

图8为本发明实施例的喷淋装置的俯视图。

图9为本发明实施例的物料缓冲池的正视图。

图10为本发明实施例的物料缓冲池的俯视图。

图11为本发明实施例的锥形筛盘的正视图。

图12为本发明实施例的倒圆台形筛盘的正视图。

图13为本发明实施例的下挡液板的俯视图。

附图标记为：

1——冷却塔 11——筒体 111——进风口

112——出风口 12——喷淋装置 121——进料管 122——弯头

123——喷头 13——物料筛盘 131——筛孔 13A——锥形筛盘

13B——倒圆台形筛盘 14——物料缓冲池 141——排料口 15——风机底座

16——风机 17——挡液板 171——上挡液板 172——下挡液板

1721——通气孔 18——人孔 2——结晶槽 21——进料口

22——出料口23——电机 24——搅拌桨 3——循环泵。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1至图6所示，冷却结晶设备包括冷却塔1、结晶槽2及循环泵3；冷却塔1包括筒体11、喷淋装置12及物料筛盘13，筒体11上开设有进风口111和出风口112，如图7和图8所示，喷淋装置12包括进料管121、弯头122及喷头123，进料管121从筒体11外穿入筒体11内，弯头122一端连接进料管121、另一端连接喷头123，喷头123位于筒体11内，如图4、图11和图12所示，物料筛盘13设置在喷头123下方，物料筛盘13上开设有若干个筛孔131；结晶槽2设有进料口21及出料口22；结晶槽2的进料口21与冷却塔1连通、出料口22连接循环泵3的一端，循环泵3的另一端连接冷却塔1的喷淋装置12。

在本实施例中，在冷却塔1中冷却之后的物料需被排入结晶槽2中进行下一步处理，作为优选地实施方式，如图1、图7和图8所示，该实施例还包括物料缓冲池14，物料缓冲池14通过连接条悬挂在筒体11下方，为使物料排尽，物料缓冲池14设计成倒圆锥形，其锥顶开设有一个排料口141，排料口141连接结晶槽2的进料口21，冷却后的物料由于重力作用向下落入物料缓冲池14中，紧接着从排料口141排出，经过结晶槽2的进料口21进入结晶槽2中。

需要说明的是，该实施例中物料冷却的原理是：物料与空气进行接触，物料放热冷却，空气吸热升温，众所周知，对流可使两种物质进行充分接触换热，因此，作为进一步的优选实施方式，如图4所示，本实施例中的喷淋装置12设置在筒体11的上部，物料从喷淋装置12的进料口121进入筒体11内、流经弯头122从喷头123喷射而出，在重力作用下在筒体11内自上而下运动，筒体11的底部是开放式的进风口111，且物料缓冲池14与筒体11两者之间留有空隙，出风口112则开设在筒体11顶部，出风口112处设有风机底座15，风机底座15上安装有轴流风机，轴流风机的中心线与筒体11的中心线一致。空气在轴流风机的作用下，先经过物料缓冲池14与筒体11两者之间的间隙、再经过筒体11底部的进风口111而进入筒体11内，并自下而上运动。自上而下的物料与自下而上的空气在筒体11进行充分接触换热，物料得到冷却后汇集在物料缓冲池14中，空气升温后则从出风口112排出。

特别的，如图4和图13所示，出风口112与喷头123之间设有防止物料从筒体11的出风口112溅出的挡液板17，为了加强阻挡物料溅出且保证空气能顺利的从筒体11内到达出风口112，挡液板17分为上挡液板171及下挡液板172，上挡液板171呈圆锥形且上挡液板171与筒体11的内侧面之间留有空隙，下挡液板172呈圆台形，下挡液板172的上底面开设有通气孔1721，下挡液板172的下底面是开放的。当有少许物料以液滴的形式溅射到下挡液板172的侧面时，由于反弹作用，液滴会重新自上而下运动，当有少许物料以液滴的形式溅射到下挡液板172的上底面时，会经过通气孔1721到达上挡液板171的底面，由于上挡液板171底面是封闭的，则液滴会因反弹作用重新自上而下运动。

进一步，如图3和图4所示，筒体11上还开设有方便维修人员进出冷却塔1的人孔18。

在本实施例中，物料筛盘13所起到的作用是：使喷头123喷射出来的物料均匀洒落在筒体11中，增大物料与空气的接触面积，提高换热效率。筛孔131可以是分布在水平面上，其结构简单、换热快，但如果物料流量大时，筛孔131很容易被物料堵塞住，从而影响物料与空气之间的换热效果，筛孔131还可以是分布在斜面上，由于物料的重力作用，物料会沿着斜面向下滑，从而物料堵塞筛孔131的概率大大降低，因此，作为更进一步的优选实施方式，如图4、图11和图12所示，物料筛盘13包括锥形筛盘13A及倒圆台形筛盘13B，锥形筛盘13A的筛孔131均匀开设在锥形筛盘13A的侧面上，锥形筛盘13A的底面是开放的，倒圆台形筛盘13B的筛孔131均匀开设有倒圆台形筛盘13B的侧面上，倒圆台形筛盘13B的上底面与下底面均是开放的。考虑到筒体11的容积大小，优选地，锥形筛盘13A及倒圆台形筛盘13B的数量均为两个，喷头123下方依次设置锥形筛盘13A、倒圆台形筛盘13B、锥形筛盘13A、倒圆台形筛盘13B。

再进一步，为保证从筒体11底部进入的空气能顺利到达筒体11顶部，锥形筛盘13A与筒体11的内表面之间留有方便空气流通的空隙，且锥形筛盘13A与倒圆台形筛盘13B的中心线与筒体11的中心线一致。

最后，结晶槽2为顶部开口的圆筒，其顶部开口即为进料口21，出料口22位于结晶槽2底部的侧面，为促进物料冷却、加速物料结晶，结晶槽2包括电机23及搅拌浆24，电机23架设在结晶槽2顶部，搅拌桨24安装在电机23下方，启动电机23即可带动搅拌桨24对结晶槽2中的物料进行搅拌。

本实施例的工作原理如下：

首先，将物料倒入结晶槽2中，接着，分别启动循环泵3、轴流电机及电机23，物料从结晶槽2的出料口22流出，依次经过循环泵3及喷射装置12的进料管121进入冷却塔1内，由喷头123喷射出来的物料在四层物料筛盘13的作用下，在筒体11内自上而下均匀洒落，紧接着在塔底的物料缓冲池14内汇集，与此同时，常温条件下的空气在轴流风机的作用下，自塔底进入筒体11内，并自下而上流经筒体11，与筒体11内自上而下的物料进行充分接触换热，从而使物料得到冷却，然后，冷却后的物料经过冷却塔1的排料口141及结晶槽2的进料口21进入结晶槽2中，最后，搅拌桨24在电机23的作用下搅拌物料，物料被结晶。如此循环上述步骤，物料被冷却结晶，达到要求工艺后，关闭循环泵3、轴流电机及电机23，整个工作完成。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.冷却结晶设备，包括冷却塔（1）、结晶槽（2）及循环泵（3）；所述冷却塔（1）包括筒体（11）、喷淋装置（12）及物料筛盘（13），所述筒体（11）上开设有进风口（111）和出风口（112），所述喷淋装置（12）设置在筒体（11）内，所述物料筛盘（13）设置在喷淋装置（12）下方，所述物料筛盘（13）上开设有若干个筛孔（131）；所述结晶槽（2）设有进料口（21）及出料口（22）；所述结晶槽（2）的进料口（21）连接冷却塔（1）、出料口（22）连接循环泵（3）的一端，所述循环泵（3）的另一端连接冷却塔（1）的喷淋装置（12）。

2.根据权利要求1所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述喷淋装置（12）包括进料管（121）、弯头（122）及喷头（123），所述进料管（121）从筒体（11）外穿入筒体（11）内，所述弯头（122）一端连接进料管（121）、另一端连接喷头（123），所述喷头（123）位于筒体（11）内。

3.根据权利要求2所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述冷却塔（1）还包括倒圆锥形的物料缓冲池（14），所述物料缓冲池（14）底部设有排料口（141），所述排料口（141）连接结晶槽（2）的进料口（21），所述物料缓冲池（14）设于筒体（11）下方且两者之间留有空隙，所述筒体（11）的底面是开放的，所述出风口（112）开设在筒体（11）顶部，所述出风口（112）处设有风机底座（15），所述风机底座（15）上安装有风机（16）。

4.根据权利要求2或3所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述出风口（112）与喷头（123）之间设有防止物料从筒体（11）的出风口（112）溅出的挡液板（17），所述挡液板（17）分为上挡液板（171）及下挡液板（172），所述上挡液板（171）呈圆锥形且上挡液板（171）与筒体（11）的内侧面之间留有空隙，所述下挡液板（172）呈圆台形，所述下挡液板（172）的上底面开设有若干个通气孔（1721），所述下挡液板（172）的下底面是开放的。

5.根据权利要求4所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述筒体（11）上还开设有方便维修人员进出冷却塔（1）的人孔（18）。

6.根据权利5所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述物料筛盘（13）包括两个锥形筛盘（13A）及两个倒圆台形筛盘（13B），所述锥形筛盘（13A）及倒圆台形筛盘（13B）相间设置在喷头（123）下方，所述锥形筛盘（13A）的筛孔（131）均匀开设在锥形筛盘（13A）的侧面上，所述锥形筛盘（13A）的底面是开放的，所述倒圆台形筛盘（13B）的筛孔（131）均匀开设有倒圆台形筛盘（13B）的侧面上，所述倒圆台形筛盘（13B）的上底面与下底面均是开放的。

7.根据权利要求6所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述锥形筛盘（13A）与倒圆台形筛盘（13B）的中心线与筒体（11）的中心线一致，所述锥形筛盘（13A）与筒体（11）的内侧面之间留有空隙。

8.根据权利要求7所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述风机（16）为轴流风机，所述轴流风机的中心线与筒体（11）的中心线一致。

9.根据权利要求8所述的冷却结晶设备，其特征在于：所述结晶槽（2）为顶部开口的圆筒，所述结晶槽（2）的出料口（22）位于结晶槽（2）底部的侧面。

10.根据权利要求9所述的，其特征在于：所述结晶槽（2）包括电机（23）及搅拌浆（24），所述电机（23）架设在结晶槽（2）顶部，所述搅拌桨（24）安装在电机（23）下方。