CN113877235B - 静态结晶器和静态结晶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及静态结晶技术领域，具体公开一种静态结晶器和静态结晶方法，该静态结晶器包括：壳体和设置于壳体内部的腔体，所述腔体中设置有至少一个换热管，所述换热管中设置有具有可伸缩性的部件；所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行。本发明通过在前述特定的静态结晶器中进行，使得能够显著提高静态结晶过程的换热效率，保证结晶及发汗过程的均匀性，从而获得高纯度、高收率的结晶产品，还可以进一步降低结晶过程的能耗，可用于静态结晶的工业生产中，特别是一些对纯度要求高的高端精细化学品或高附加值产品的提纯分离。

Description

静态结晶器和静态结晶方法

技术领域

本发明涉及静态结晶技术领域，具体涉及一种静态结晶器和静态结晶方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车、材料、化工、食品、医药等行业的不断发展，相关产品的纯度要求越来越高，特别是一些高端精细化学品或高附加值产品，其产品质量的要求愈为严格。

结晶法作为化工、食品、医药等行业的一种重要单元操作，在组分的分离提纯中具有广泛的应用。它是利用不同组分的熔点差异来进行分离提纯的。相比精馏法，结晶法的安全性高、能耗低，还可以有效分离同分异构体等沸点相差很小的物质；相比溶剂法，结晶法则对产品及环境的污染小、提纯后的产品纯度更高。

按溶液获得过饱和度的方式不同，结晶法分为蒸发结晶和冷却结晶，按是否引入第三种物质，冷却结晶又分为溶剂结晶和熔融结晶。熔融结晶由于不引入第三种物质，在分离提纯时具有工艺步骤简单、产品纯度高、能耗低等特点。按操作方式的不同，熔融结晶又分为悬浮熔融结晶和层式熔融结晶，根据结晶层周围熔融液的流动状态，后者又分为静态层式结晶和动态层式结晶(即降膜结晶)。

对于悬浮熔融结晶过程而言，需要经过过滤或离心分离等手段进行固液分离，进而获得晶体产品，易于放大并实现连续化生产；对于层式熔融结晶过程而言，由于晶体直接生长于冷却界面上，结晶后的晶体与母液可以直接分离，避免了机械分离过程中可能导致的晶体破碎，同时减少了动设备的使用等等，具有各自的优势。对于高熔点物系的分离而言，悬浮结晶下的高温过滤难度大、过滤效果差，往往采用静态结晶工艺进行分离提纯。

结晶过程需要通过结晶器来实现，结晶器一般有釜式结晶器、柱状结晶器，板式结晶器以及列管式结晶器等等。对于静态结晶过程而言来说，主要以板式结晶器和列管式结晶器为主，它们分别以翅片和列管作为换热原件，相比夹套釜式结晶器提高了结晶过程的传热面积，但物料的不流动容易导致出现结晶过程不均匀、换热效率低、结晶器内物料/冷剂温差大等情况，进而影响产品纯度及收率。

静态结晶包括结晶和发汗过程，首先是结晶过程，待结晶物料进入结晶管内部静止，结晶管外循环冷剂降温，结晶管内部晶体附着结晶，晶层越来越厚，结晶完成，将结晶管内部液体排掉；然后是发汗过程，结晶管外循环冷剂升温，结晶管内壁升温，晶体中包裹的杂质先融并牺牲一部分晶体，汗液流出来，发汗结束，再升温将产品融出来。

在静态结晶过程中，往往需要控制较低的结晶/发汗速率以及发汗温度，以避免由于发汗时汗液渗出导致换热面湿滑，进而导致换热面上的晶体脱离换热面或直接滑落出现晶体层垮塌的情况，直接影响产品的纯度及收率。

CN201643770A公开一种静态结晶器，具体包含物料所在的壳体、通冷却介质的冷却管，以及便于低密度组分溢流的浮筒等。但是该专利申请的结晶器仅适合于组分密度差异大的分离体系，并且其冷却管选用单根管折弯成冷却栅管，换热管的进出口温差大，结晶及发汗过程仍然不均匀。

CN105771306A公开一种用于物料提纯分离静态熔融结晶器，通过在翅片结晶器的封头内设置折流板来提高物料的均匀性，并且使用翅片提高传热效率。但是，铝质翅片的抗压强度较低，使用范围有限。

CN109621478A公开一种用于物料提纯分离静态熔融结晶器，具体通过设置导流机构和循环机构实现了静态结晶后剩余母液和发汗汗液循环回结晶釜内再结晶，提高了静态结晶过程的收率。然而，该专利申请中由于结晶釜只有一台，其与常规结晶后母液及汗液再结晶以提高收率并无本质的区别。

因此，设计开发一种结构合理的静态结晶器以提高结晶及发汗过程的换热效率、改善结晶及发汗效果，对于提高待提纯产品的质量和产量都尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的静态结晶器的结晶产品纯度低、收率低的缺陷，提供一种静态结晶器及结晶方法，该静态结晶器和结晶方法具有结晶过程均匀、产品纯度高及收率高的优点。

本发明的发明人在研究过程中发现，在静态结晶过程中造成产品纯度低及收率低的问题有：1、晶体在发汗过程中容易从结晶管内壁脱落，影响发汗效果，进而影响产品纯度和收率；2、现有的静态结晶器中，冷剂从进口到出口温差大，会导致结晶管内结晶层厚度不均匀。

为了克服上述问题，本发明第一方面提供一种静态结晶器，该静态结晶器包括：壳体和设置于壳体内部的腔体，所述腔体中设置有至少一个换热管，所述换热管中设置有具有可伸缩性的部件；所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行。

优选地，所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向垂直。

采用该种优选实施方式，垂直于换热管的具有可伸缩性的部件的端面可有效用于支撑晶体层，防止晶体层从换热面脱离或脱落，从而发汗过程可以在更高的发汗温度下操作，使用更长的发汗时间，且能使晶体层均匀发汗，因此产品纯度更高，同时又不用担心晶体层脱落的风险，发汗过程操作更稳定。

优选地，所述腔体分为N层子腔体，N≥2，相邻的两层子腔体之间不连通，所述换热管贯穿于所述N层子腔体内。

优选地，所述N满足：所述腔体的高度H与所述N的比值为0.1-1m，更优选为0.2-0.5m。

优选地，每层子腔体的高度各自独立地为0.1-1m，更优选为0.2-0.5m。

采用本发明的该优选方案，保证了每个子腔体所对应的换热管段的换热温差以及结晶、发汗过程中物料及晶体的均匀性，有效地改善了传统静态结晶器中换热介质进出口温差大的问题，提高了换热效率，保障了产品的提纯效果；同时，由于相邻子腔体可以在换热面上相互传热，进一步减小了每段子腔体内的换热介质的进出口温差，从而进一步提升了各段子腔体内的温度均匀性，具有很好的协同作用。另外，子腔体的分层并未增大结晶器的壳体总体积，因此对换热介质的消耗量并未增加，相反，由于换热效率的提高还可以显著地降低结晶及发汗过程的时间，降低了整个结晶分离提纯过程的能耗，取得了更好的技术效果。

本发明第二方面提供一种静态结晶方法，该方法包括：

(1)将待结晶物料在静态结晶器中进行结晶，所述静态结晶器的腔体中设置有供待结晶物料结晶的至少一个换热管，所述换热管中设置有具有可伸缩性的部件，所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行；

(2)将步骤(1)得到的第一晶体层进行发汗，得到的汗液排出静态结晶器；

(3)将步骤(2)得到的第二晶体层进行升温熔化。

相比现有的列管式静态结晶器，本发明提供的静态结晶器通过在换热管中设置具有可伸缩性的部件，且限定所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行，使得在结晶过程中，待结晶物料在所述换热管的内壁面结晶，通过换热管内部的具有可伸缩性的部件，不仅可以增加结晶过程中整个换热面上晶体层的紧密度，还可以帮助发汗过程中晶体层中汗液的渗出以及保证晶体层与结晶管壁面的紧密接触，避免了传统静态结晶器中晶体层脱离换热面导致换热效率降低、甚至晶体层滑落发生垮塌的情况，从而保证了发汗过程在更高温度下的发汗效果，提高了产品的纯度、也保证了产品的收率；同时，换热效率的提高还进一步提高了结晶过程的降温速率及发汗过程的升温速率，进而缩短了分离周期，提高了产品的收率及产量。

本发明提供的结晶方法通过在前述特定的静态结晶器中进行，使得能够显著提高静态结晶过程的换热效率，保证结晶及发汗过程的均匀性，从而获得高纯度、高收率的结晶产品，还可以进一步降低结晶过程的能耗，可用于静态结晶的工业生产中，特别是一些对纯度要求高的高端精细化学品或高附加值产品的提纯分离。

附图说明

图1是本发明的静态结晶器的结构示意图。

附图标记说明

1、壳体                2、腔体                2-1、下层子腔体

2-2、上层子腔体        3、具有可伸缩性的部件  4、待结晶物料进口

5、物料出口            6-1、下层换热介质进口  6-2、上层换热介质进口

7-1、下层换热介质出口  7-2、上层换热介质出口  8、惰性气体进口

9、温度测量元件        10、压力测量元件       11、换热管

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“横截面积”、“径向”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如前所述，本发明第一方面提供一种静态结晶器，如图1所示，该静态结晶器包括：壳体1和设置于壳体1内部的腔体2，所述腔体2中设置有至少一个换热管11，所述换热管11中设置有具有可伸缩性的部件3；所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行。

本发明中，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行包括以下两种情况：第一种情况，当所述具有可伸缩性的部件3仅具有一个可伸缩方向时，该可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行；第二种情况，当所述具有可伸缩性的部件3具有多个可伸缩方向时，该多个可伸缩方向中的至少一个可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行。

根据本发明，只要保证所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行即可，该种方式下，具有可伸缩性的部件不仅可以增加结晶过程中整个换热面上晶体层的紧密度，还可以帮助发汗过程中晶体层中汗液的渗出以及保证晶体层与结晶管壁面的紧密接触，避免了传统静态结晶器中晶体层脱离换热面导致换热效率降低、甚至晶体层滑落发生垮塌的情况。所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向可以成任意角度设置，为了进一步有效发挥具有可伸缩性的部件3的作用，优选地，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向垂直。采用该优选方案，更利于防止结晶后的发汗过程中所述换热管11内壁附着的晶体层脱落，从而提高产品收率和纯度。

为了进一步提高换热效率，优选地，所述换热管11的横截面积之和占所述腔体2的横截面积的比例为50-90％，更优选为65-85％。

本发明中，所述换热管11的横截面积之和是指腔体2内设置的所有换热管11的横截面积的总和，当仅设置一个换热管时，所述换热管11的横截面积之和即为单个换热管11的横截面积。所述腔体2的横截面积是指腔体2上沿待结晶物料的物流方向的垂直方向上的横截面积。

根据本发明，对所述换热管11中设置的具有可伸缩性的部件3的数量选择范围较宽，可以为1个，也可以为两个以上，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择，只要利于提高产品收率和纯度即可。每个换热管11中设置的具有可伸缩性的部件3的数量可以相同或者不同，优选为相同，更有利于保证产品的一致性。

根据本发明，对所述具有可伸缩性的部件3在对应的换热管11中的覆盖面积可选范围较宽；优选地，所述换热管11中具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积占所述换热管11内换热面面积的30％以上。此处，所述具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积是指在其对应的换热管11内所有数量的具有可伸缩性的部件3的端部覆盖在换热管11的换热面上的面积之和；例如，当所述具有可伸缩性的部件3为一个时，所述具有可伸缩性的部件3的端部覆盖面积为换热管11内整个换热面的30％以上，当所述具有可伸缩性的部件3为两个以上时，两个以上的具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积之和为换热管11内整个换热面的30％以上。采用本发明的优选方案，更利于提高产品收率和纯度。

本发明对所述具有可伸缩性的部件3在换热管11内的分布方式没有限制，只要利于防止换热管11内壁附着的晶体脱落即可。在本发明的一种优选实施方式中，两个以上的所述具有可伸缩性的部件3在换热管11中沿换热管11的轴向方向上下分布。采用该种优选实施方式，能够进一步高效支撑晶体层，防止晶体层局部脱落，从而进一步促进晶体层均匀发汗，因此产品纯度更高，同时又不用担心晶体层脱落的风险，发汗过程操作更稳定。

两个以上的所述具有可伸缩性的部件3在换热管11中可以间隔设置，也可以相邻设置，本发明对此没有特别的限定。

根据本发明，优选地，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面直接接触或者相隔5mm以内、优选相隔2mm以内。采用该优选方案，可以有效防止晶体层脱离换热面，更加能够避免晶体层滑落发生垮塌的情况。

本发明中，对所述具有可伸缩性的部件3与所述壳体1的连接方式的具体设置没有限制，只要能够实现上述目的即可；例如，所述具有可伸缩性的部件3可以通过挂钩或中心轴固定连接或活动连接在所述壳体1的顶部或底部。本发明对所述具有可伸缩性的部件3的材质没有限制，可以根据待结晶物料的种类进行适当的选择，例如可以为金属、聚四氟乙烯、陶瓷或纳米材料。

本发明对所述具有可伸缩性的部件3的形状没有限制，只要具有可伸缩性即可；优选地，所述具有可伸缩性的部件3为螺旋状。

为了提高晶体的收率和纯度，优选地，所述换热管11的空隙率不低于85％，优选不低于90％，更优选为90-99％。

本发明中，所述换热管11的空隙率的计算方法为：空隙率＝(所述换热管11内部总体积-所述具有可伸缩性的部件3的体积)/所述换热管11内部总体积×100％。

在本发明的一种优选实施方案中，所述换热管11底部的径向尺寸沿物流方向逐渐减小。

优选地，所述换热管11的底部为倒锥形或弧形的收口。

进一步优选地，所述收口处的斜边段或弧形段中点处切线与水平方向的夹角为15-75°，更优选为30-60°。

采用本发明的上述优选方案，所述换热管11底部的收口结构能提供自下而上的支撑作用，同时改善晶体发汗时汗液从晶体层中溢出的效果，有效地避免了发汗时换热面湿滑导致晶体层滑落垮塌的情况发生，进一步保证了发汗过程的顺利进行，以及发汗过程能在更高温度、更长时间下进行的发汗效果。本发明的换热管11具有上述特定收口结构与所述具有可伸缩性的部件3在发汗效果上具有很好的协同作用，因此，使得产品纯度更高、收率更高。

在本发明的一种优选实施方式中，所述腔体2分为N层子腔体，N≥2，相邻的两层子腔体之间不连通，所述换热管11贯穿于所述N层子腔体内。

该优选方案中，如图1所示，所述腔体分为2层子腔体，相邻的两层子腔体分别为上层子腔体2-2和下层子腔体2-1，所述相邻的两层子腔体之间不连通是指所述上层子腔体2-2和下层子腔体2-1之间通过隔板隔开，所述换热管11不受隔板阻断，贯穿于所述N层子腔体内，沿待结晶物料的物流方向连通。本发明中所述隔板为非绝热材质。

采用本发明的该优选方案，可显著提高静态结晶过程的换热效率、降低冷/热剂的进出口温差，保证结晶及发汗过程的均匀性，从而获得高纯度、高收率的结晶产品，还可以进一步降低结晶过程的能耗。

为了充分发挥换热介质的换热能力，优选地，所述N满足：所述腔体2的高度H与所述N的比值为0.1-1m，更优选为0.2-0.5m。

本发明中，所述每层子腔体的高度各自独立地相同或不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况，对各层子腔体的换热介质进口处的温度和流量进行控制，保证分离提纯效果，使得本发明的静态结晶器具有广泛的适用性。优选地，每层子腔体的高度各自独立地为0.1-1m，更优选为0.2-0.5m。

根据本发明，优选地，每层子腔体上均设置有换热介质进口和换热介质出口。

本发明对所述换热介质进口和换热介质出口的相对位置没有限制，只要利于提高产品收率和纯度即可；优选地，所述换热介质进口位于所述换热介质出口的下方。例如，图1中，所述上层子腔体2-2上设置有上层换热介质进口6-2和上层换热介质出口7-2，所述上层换热介质进口6-2位于上层换热介质出口7-2的下方；所述下层子腔体2-1上设置有下层换热介质进口6-1和下层换热介质出口7-1，所述下层换热介质进口6-1位于下层换热介质出口7-1的下方。

进一步优选地，所述换热介质进口和换热介质出口分别分布在所述壳体1的两侧。

本发明对所述壳体1的具体结构没有限制，只要能实现前述结晶功能即可；优选地，所述壳体1的顶部设置有待结晶物料进口4，底部设置有物料出口5，所述待结晶物料进口4和物料出口5分别与所述换热管11连通。本发明的所述壳体1上还可以设置有上封头(图中未标出)和下封头(图中未标出)，所述上封头和下封头分别位于所述腔体2的上部和下部，用于封堵腔体2两端，且所述换热管11的两端均能透过上封头和下封头分别与所述待结晶物料进口4和物料出口5相连通。

本发明提供的静态结晶器适用于多种物料的处理，对于有特殊质量要求的产品，整个结晶提纯过程可以在惰性气体(例如氮气)密封的情况下进行。因此，优选地，所述壳体1顶部还可以设置有惰性气体进口8。

本发明中，所述静态结晶器上还可以根据需要设置有用于测量的元件，例如，所述静态结晶器还可以设置有压力测量元件10，以监测壳体1内的压力。所述静态结晶器还可以设置有温度测试元件9，以监测换热管11内的温度。

本发明中，所述待结晶物料在换热管11内结晶，所述静态结晶器优选为如图1所示的立式结晶器。

本发明对所述静态结晶器的高径比没有限制，优选情况下，只要保证每段子腔体的高度即可；由于本发明采用N个子腔体、同时限定每个子腔体的高度，保证了每个腔体的换热效率、结晶及发汗过程的均匀性，因此，本发明不受传统结晶器中高径比的限制，其换热效率高，可满足任何高径比结晶器的使用。

如前所述，本发明第二方面提供一种静态结晶方法，该方法包括：

(1)将待结晶物料在静态结晶器中进行结晶，所述静态结晶器的腔体2中设置有供待结晶物料结晶的至少一个换热管11，所述换热管11中设置有具有可伸缩性的部件3，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行；

(2)将步骤(1)得到的第一晶体层进行发汗，得到的汗液排出静态结晶器；

(3)将步骤(2)得到的第二晶体层进行升温熔化。

关于静态结晶器中所述具有可伸缩性的部件、换热管、腔体以及子腔体的设置如上所述，在此不再赘述。

本发明中，步骤(1)还可以包括：在所述结晶之后，将结晶后的母液排出静态结晶器。

本发明中，优选情况下，所述待结晶物料从所述静态结晶器的顶部待结晶物料进口4引入所述静态结晶器内，再进入所述换热管11内进行结晶，经过所述结晶后从所述静态结晶器的底部经物料出口5排出。

根据本发明，优选地，所述静态结晶器的顶部设置有惰性气体进口8，用于在所述冷却结晶过程、所述发汗过程中向所述静态结晶器中通入一定量的具有一定温度的惰性气体，以强化传质传热和流体流动，并且可以使整个结晶提纯过程可以在惰性气体密封的情况下进行，避免空气对物料性质的影响。本发明对所述惰性气体的种类没有限制，本领域技术人员可以根据需求选择，优选为氮气。

为了更有利于所述步骤(1)结晶的进行，优选地，步骤(1)中，通过第一换热介质(也可以称为冷剂)对所述待结晶物料进行冷却结晶。

根据本发明，优选地，将所述第一换热介质分别引入所述N层子腔体内，对所述换热管11进行冷却。具体例如可以在结晶之前，在静态结晶器中通过换热介质进口分别引入N层子腔体内，对所述换热管11内的待结晶物料进行换热，再从换热介质出口引出，如此循环进行。

为了进一步提升换热效果，且降低能耗，优选地，所述第一换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.1-1℃，更优选为0.3-0.5℃。采用该种优选实施方式更有利于保证结晶过程的均匀性，使得每层子腔体对应的换热管11内的晶体层的厚度基本一致，并有利于保证后续发汗过程的均匀性及发汗效率。例如，图1中，所述N为2，对于下层子腔体2-1，所述下层换热介质进口6-1和下层换热介质出口7-1之间的温差可以根据需求独立地控制在上述范围内；对于上层子腔体2-2，所述上层换热介质进口6-2和上层换热介质出口7-2之间的温差可以根据需求独立地控制在上述范围内；所述下层子腔体2-1的进出口温差与所述上层子腔体2-2的进出口温差可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。

根据本发明，引入相邻两层子腔体内的第一换热介质的流量相同或不同，优选地，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入所述N层子腔体内的流量逐渐增加。例如，图1中，所述N为2，所述两个子腔体中换热介质在轴向上的流动方向均为下进上出，所述下层换热介质进口6-1处引入的第一换热介质的流量小于所述上层换热介质进口6-2处引入的第一换热介质的流量。

所述引入相邻两层子腔体内的第一换热介质的流量差可以各自独立地相同或不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。采用本发明的优选方案，更利于提高物料在结晶过程中的均匀性，提升后续发汗效果、提高收率和纯度，同时能降低能耗。

根据本发明，引入相邻两层子腔体内的第一换热介质的温度相同或不同，优选地，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入所述N层子腔体内的温度逐渐降低。例如，图1中，所述N为2，所述两个子腔体中换热介质在轴向上的流动方向均为下进上出，所述下层换热介质进口6-1处引入的第一换热介质的温度大于所述上层换热介质进口6-2处引入的第一换热介质的温度。

本发明对引入所述N层子腔体内的流量逐渐增加和引入所述N层子腔体内的温度逐渐降低的具体值没有特别的限定，以能够实现各个子腔体中换热介质进出口温差基本一致、换热管内物料结晶均匀的目的为准。本领域技术人员可以根据实际情况进行适当的选择。

采用本发明的优选方案，更利于使得结晶过程均匀、提高产品的纯度及收率，同时能降低能耗。

根据本发明，优选地，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-1℃，更优选为0-0.5℃，更进一步优选为0.1-0.5℃。例如，图1中，所述N为2，所述两个子腔体中换热介质在轴向上的流动方向均为下进上出，在下层换热介质进口6-1处引入的所述第一换热介质的温度与上层换热介质进口6-2处引入的所述第一换热介质的温度之间的差值可以各自独立地控制在上述范围内。当N＞2时，各个相邻的两层子腔体内的温差可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。其中，温差为0℃，表示子腔体各换热介质入口的温度相同。

为了更有利于所述步骤(2)发汗的进行，优选地，步骤(2)中，通过第二换热介质(也可以称为热剂)对所述第一晶体层进行升温发汗。

根据本发明，优选地，将所述第二换热介质分别引入所述N层子腔体内，对所述换热管11进行加热。具体例如可以在发汗之前，在静态结晶器中通过换热介质进口分别引入N层子腔体内，对所述换热管11内的物流进行发汗，再从换热介质出口引出，如此循环进行。

为了进一步提升换热效果，且降低能耗，优选地，所述第二换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.1-1℃，更优选为0.3-0.5℃。所述每层子腔体内第二换热介质的进出口温差可以各自独立地相同或不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。

所述引入相邻两层子腔体内的第二换热介质的流量差可以各自独立地相同或不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。采用本发明的优选方案，更利于提升发汗效果、提高收率和纯度，同时能降低能耗。

优选地，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入所述N层子腔体内的流量逐渐增加。

根据本发明，引入相邻两层子腔体内的第二换热介质的温度相同或不同，优选地，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入所述N层子腔体内的温度逐渐升高。

根据本发明，优选地，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-0.5℃，更优选为0-0.3℃，更进一步优选为0.1-0.3℃。所述引入相邻两层子腔体内的第二换热介质的温差可以各自独立地相同或不同，本领域技术人员可以根据每层子腔体的高度及实际物料的分离提纯情况进行自由选择。采用本发明的优选方案，更利于提升发汗效果、提高收率和纯度，同时能降低能耗。其中，温差为0℃，表示子腔体各换热介质入口的温度相同。

本发明，无特殊说明情况下，所述“第一”和“第二”不对本发明起到限定作用，仅是为了区分在不同阶段进行的操作或者添加的物料。

本发明所述第一换热介质、第二换热介质的种类可以相同，也可以不同，根据各自的作用选择合适的温度即可。

根据本发明，具体地，步骤(1)中，未结晶的物料从静态结晶器的底部的物料出口排出，然后进行所述步骤(2)；步骤(2)中发汗得到的汗液从静态结晶器的底部的物料出口排出，然后进行所述步骤(3)。

步骤(3)中通过升温熔化，得到结晶产品，所述结晶产品从静态结晶器的底部的物料出口排出。

根据本发明提供的方法，根据对结晶产品的纯度的要求，所述结晶可以为一级结晶，也可以为多级结晶，本领域技术人员可以根据产品纯度的要求进行自由选择。例如，为了进一步提高产品纯度，可以对步骤(3)得到的结晶产品再进行步骤(1)-(3)，进行二级结晶；或者为了进一步提高产品收率，可以将步骤(1)、(2)得到的未结晶物料及汗液合并，再进行步骤(1)-(3)，进行二级结晶；当然，还可以进行更多级结晶，步骤相同，但工艺参数可以相同或不同。

本发明提供的方法适用于多种物料的处理，对于有特殊质量要求的产品，整个结晶过程可以在惰性气体(例如为氮气)密封的情况下进行。具体操作如上文所述，在此不再赘述。

根据本发明提供的一种优选实施方式，所述静态结晶方法包括：

(1)将第一换热介质分别引入所述N层子腔体内，将待结晶物料在静态结晶器中进行冷却结晶，所述静态结晶器的腔体2中设置有供待结晶物料结晶的至少一个换热管11，所述换热管11中设置有具有可伸缩性的部件3，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向与所述换热管11的轴向不平行；

(2)将所述第二换热介质分别引入所述N层子腔体内，对步骤(1)得到的第一晶体层进行加热发汗，得到的汗液排出静态结晶器；

(3)将步骤(2)得到的第二晶体层进行升温熔化。

本发明的结晶方法，能够显著提高静态结晶过程的换热效率、降低换热介质的进出口温差，保证结晶及发汗过程的均匀性，从而获得高纯度、高收率的结晶产品，还可以进一步降低结晶过程的能耗，可用于静态结晶的工业生产中，特别是一些对纯度要求高的高端精细化学品或高附加值产品的提纯分离。

本发明提供的静态结晶器和结晶方法适用于多种物料的结晶提纯，优选地，所述待结晶物料可以为碳酸乙烯酯、均四甲苯、对二氯苯等等高熔点物料。本发明实施例中以碳酸乙烯酯的结晶提纯为例进行示例性说明，本发明并不限于此。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中采用的待结晶原料的组成为：碳酸乙烯酯95.35重量％、环氧乙烷1.39重量％、乙二醇2.74重量％、二乙二醇0.40重量％、三甘醇及四甘醇0.12重量％。

实施例1

本实施例采用的静态结晶器中，所述腔体2不分层，所述腔体2的高度H为1m，内直径为0.2米。所述腔体2中设置3个换热管11；所述换热管11的横截面积之和占所述腔体2的横截面积的比例为65％，每根换热管11内设置呈上下排布的三层具有可伸缩性的部件3(螺旋状)，所述换热管的空隙率为85％，具有可伸缩性的部件3水平设置，其可伸缩方向与所述换热管11的轴向垂直，且所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积占所述换热管11内换热面面积的80％。

将含碳酸乙烯酯浓度为95.35重量％的原料通过待结晶物料进口从上述立式的静态结晶器顶部引入，采用第一换热介质通入所述腔体2内对换热管11内的原料进行冷却结晶，所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率为10℃/hr、终点温度19.5℃；结晶后向腔体2内通入第二换热介质进行升温发汗，所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物料的升温速率为8℃/hr、终点温度为37.5℃，得到的汗液从物料出口排出静态结晶器；停止发汗后，将换热管11内剩余晶体熔化并收集，得到碳酸乙烯酯产品。所得产品的纯度为99.989％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为56.17％。

对比例1

按照实施例1的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，换热管11内不设置具有可伸缩性的部件3，其他与实施例1相同。得到的碳酸乙烯酯产品纯度为99.918％、单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率40.35％。

对比例2

按照实施例1的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，换热管11内不设置具有可伸缩性的部件3，结晶过程中，所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率为6℃/hr、终点温度为19.5℃，且发汗过程中，所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物流的升温速率为4℃/hr、终点温度为37℃，其他与实施例1相同。

得到的碳酸乙烯酯产品纯度为99.967％、单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率42.17％。

实施例2

本实施例采用的静态结晶器中，如图1所示，所述腔体2分为两层(即N＝2)子腔体，分别记为上层子腔体2-2和下层子腔体2-1，所述上层子腔体2-2上设置有上层换热介质进口6-2和上层换热介质出口7-2，所述上层换热介质进口6-2位于上层换热介质出口7-2的下方；所述下层子腔体2-1上设置有下层换热介质进口6-1和下层换热介质出口7-1，所述下层换热介质进口6-1位于下层换热介质出口7-1的下方。每层子腔体的高度均为0.5米，所述腔体2的内直径为0.5米。所述腔体2中设置7个换热管11；所述换热管11的横截面积之和占所述腔体2的横截面积的比例为85％，每根换热管11内设置呈上下排布的两层具有可伸缩性的部件3(螺旋状)，所述换热管的空隙率为90％，具有可伸缩性的部件3水平设置，其可伸缩方向与所述换热管11的轴向垂直，且所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积占所述换热管11内换热面面积的65％。

将含碳酸乙烯酯浓度为95.35重量％的原料通过待结晶物料进口从上述立式的静态结晶器顶部引入，第一换热介质以同样的流量和温度分别通入所述上层子腔体2-2和下层子腔体2-1内对换热管11内的原料进行冷却结晶，每层子腔体内所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率为10℃/hr、终点温度19.5℃。

结晶后第二换热介质以同样的流量和温度分别通入所述上层子腔体2-2和下层子腔体2-1内对结晶过程得到的晶体进行升温发汗，每层子腔体内所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物料的升温速率为8℃/hr、终点温度为37.5℃，得到的汗液从物料出口排出静态结晶器。

停止发汗后，将换热管11内剩余晶体熔化并收集，得到碳酸乙烯酯产品。所得产品的纯度为99.995％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为58.74％。

实施例3

按照实施例2的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，每层子腔体的高度均为0.7米，其他与实施例2相同。所得产品的纯度为99.991％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为56.85％。

实施例4

按照实施例2的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面相隔2mm，所述换热管的空隙率为92％，其他与实施例2相同。所得产品的纯度为99.993％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为58.83％。

实施例5

按照实施例2的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面相隔5mm，换热管底部为倒锥形，其斜边段与水平方向的夹角为45°，所述换热管的空隙率为95％，其他与实施例2相同。所得产品的纯度为99.990％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为58.91％。

实施例6

按照实施例5的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，换热管底部倒锥形口的斜边段与水平方向的夹角为75°，其他与实施例2相同。所得产品的纯度为99.988％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为57.46％。

实施例7

本实施例采用的静态结晶器中，所述腔体2分为三层(即N＝3)子腔体，三层子腔体的高度由上至下分别为0.2米、0.5米、0.8米，腔体2的内直径为0.75米。每层子腔体均设置有换热介质进口和换热介质出口，且换热介质进口位于上层换热介质出口的下方。所述腔体2中设置10个换热管11；所述换热管11的横截面积之和占所述腔体2的横截面积的比例为90％，每根换热管11内设置水平放置的一层覆盖整个换热面的具有可伸缩性的部件3(螺旋状)，所述换热管的空隙率为95％，其可伸缩方向与所述换热管11的轴向垂直，且所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积占所述换热管11内换热面面积的50％。

将含碳酸乙烯酯浓度为95.35重量％的原料由通过待结晶物料进口从上述立式的静态结晶器顶部引入，先将第一换热介质分别通入各个子腔体内对换热管11内的原料进行冷却结晶，沿换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，各个子腔体内通入的所述第一换热介质的流量逐渐增加、温度逐渐降低，相邻两层子腔体内的通入的所述第一换热介质的温差为0.5℃、流量差为0.5m³/hr，同一层子腔体的第一换热介质的进出口温度差为0.3℃，每层子腔体内所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率为10℃/hr、终点温度19.5℃。

结晶后向各个子腔体内通入第二换热介质进行升温发汗，沿换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，各个子腔体内通入的所述第二换热介质的流量逐渐增加、温度逐渐升高，相邻两层子腔体内的通入的所述第二换热介质的温差为0.25℃、流量差为0.3m³/hr，同一层子腔体的第二换热介质的进出口温度差为0.2℃，每层子腔体内所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物料的升温速率为8℃/hr、终点温度为37.5℃，得到的汗液排出静态结晶器。

停止发汗后，将换热管11内剩余晶体熔化并收集，得到碳酸乙烯酯产品。所得产品的纯度为99.997％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为65.39％。

实施例8

按照实施例7的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，结晶过程中，各个子腔体内通入的第一换热介质的流量和温度分别相同；且发汗过程中，各个子腔体内通入的第二换热介质的流量和温度分别相同，其他与实施例7相同。所得产品的纯度为99.990％，单级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品收率为63.94％。

实施例9

本实施例采用的静态结晶器中，所述腔体2分为三层(即N＝3)子腔体，三层子腔体的高度均为0.5m，腔体2的内直径为0.75米。每层子腔体均设置有换热介质进口和换热介质出口，且换热介质进口位于上层换热介质出口的下方。所述腔体2中设置10个换热管11；所述换热管11的横截面积之和占所述腔体2的横截面积的比例为85％，每根换热管11内设置呈上下排布的两层具有可伸缩性的部件3(螺旋状)，水平放置，所述换热管的空隙率为95％，其可伸缩方向与所述换热管11的轴向垂直，且所述具有可伸缩性的部件3的可伸缩方向的端面与换热管11的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件3的端部的覆盖面积占所述换热管11内换热面面积的30％。

将含碳酸乙烯酯浓度为95.35重量％的原料由通过待结晶物料进口从上述立式的静态结晶器顶部引入，先将第一换热介质以相同的流量和温度分别通入各个子腔体内对换热管11内的原料进行冷却结晶，每层子腔体内所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率为10℃/hr、终点温度19.5℃。

结晶后向各个子腔体内以相同的流量和温度通入第二换热介质进行升温发汗，每层子腔体内所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物料的升温速率为8℃/hr、终点温度为37.5℃，得到的汗液排出静态结晶器。停止发汗后，将换热管11内剩余晶体熔化并收集。

将上述一级结晶及发汗过程收集的结晶母液及发汗汗液混合后，重新加入上述静态结晶器中进行二级静态结晶及发汗。其中，结晶过程中，每层子腔体内所述第一换热介质的通入流量和温度使得结晶过程中原料的降温速率12℃/hr、终点温度14.5℃；发汗过程中，每层子腔体内所述第二换热介质的通入流量和温度使得发汗过程中换热管11内物料的升温速率8℃/hr、终点温度37.5℃；停止结晶后，将静态结晶器升温，使换热管内的剩余晶体熔化，并与一级静态结晶与发汗过程产生的碳酸乙烯酯产品混合。

所得产品纯度为99.994％、两级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品的总收率为80.05％。

实施例10

按照实施例9的静态结晶器和结晶方法进行，不同的是，所述腔体2不分层，腔体2的高度为1.5米，其他与实施例9相同。所得产品的纯度为99.978％、两级静态结晶工艺下的碳酸乙烯酯产品的总收率为70.52％。

由以上实施例结果可以看出，采用本发明提供的静态结晶器和结晶方法可以有效提高产品纯度和收率。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (51)

1.一种静态结晶器，该静态结晶器包括：壳体和设置于壳体内部的腔体，所述腔体中设置有至少一个换热管，所述换热管中设置有具有可伸缩性的部件；所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行；

所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向的端面与换热管的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件的端部的覆盖面积占所述换热管内换热面面积的30%以上。

2.根据权利要求1所述的静态结晶器，其中，所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向垂直。

3.根据权利要求1或2所述的静态结晶器，其中，所述换热管的横截面积之和占所述腔体的横截面积的比例为50-90%。

4.根据权利要求3所述的静态结晶器，其中，所述换热管的横截面积之和占所述腔体的横截面积的比例为65-85%。

5.根据权利要求1或2所述的静态结晶器，其中，所述换热管中所述具有可伸缩性的部件的数量为1个或者两个以上；

和/或，两个以上的所述具有可伸缩性的部件在换热管中沿换热管的轴向方向上下分布；

和/或，所述具有可伸缩性的部件为螺旋状。

6.根据权利要求1或2所述的静态结晶器，其中，所述换热管的空隙率不低于85%；

和/或，所述换热管底部的径向尺寸沿物流方向逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的静态结晶器，其中，所述换热管的空隙率不低于90%。

8.根据权利要求7所述的静态结晶器，其中，所述换热管的空隙率为90-99%。

9.根据权利要求1或2所述的静态结晶器，其中，所述换热管的底部为倒锥形或弧形的收口。

10.根据权利要求9所述的静态结晶器，其中，所述收口处的斜边段或弧形段中点处切线与水平方向的夹角为15-75°。

11.根据权利要求10所述的静态结晶器，其中，所述收口处的斜边段或弧形段中点处切线与水平方向的夹角为30-60°。

12.根据权利要求1或2所述的静态结晶器，其中，所述腔体分为N层子腔体，N≥2，相邻的两层子腔体之间不连通，所述换热管贯穿于所述N层子腔体内。

13.根据权利要求12所述的静态结晶器，其中，所述N满足：所述腔体的高度H与所述N的比值为0.1-1m；

和/或，每层子腔体的高度各自独立地为0.1-1m。

14.根据权利要求13所述的静态结晶器，其中，所述N满足：所述腔体的高度H与所述N的比值为0.2-0.5m；

和/或，每层子腔体的高度各自独立地为0.2-0.5m。

15.根据权利要求12所述的静态结晶器，其中，每层子腔体上均设置有换热介质进口和换热介质出口。

16.根据权利要求15所述的静态结晶器，其中，所述换热介质进口位于所述换热介质出口的下方。

17.根据权利要求15或16所述的静态结晶器，其中，所述换热介质进口和换热介质出口分别分布在所述壳体的两侧。

18.根据权利要求12所述的静态结晶器，其中，所述壳体的顶部设置有待结晶物料进口，底部设置有物料出口，所述待结晶物料进口和物料出口分别与所述换热管连通；

和/或，所述壳体顶部设置有惰性气体进口。

19.一种静态结晶方法，该方法包括：

（1）将待结晶物料在静态结晶器中进行结晶，所述静态结晶器的腔体中设置有供待结晶物料结晶的至少一个换热管，所述换热管中设置有具有可伸缩性的部件，所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向不平行；所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向的端面与换热管的换热面直接接触，所述换热管中具有可伸缩性的部件的端部的覆盖面积占所述换热管内换热面面积的30%以上；

（2）将步骤（1）得到的第一晶体层进行发汗，得到的汗液排出静态结晶器；

（3）将步骤（2）得到的第二晶体层进行升温熔化。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述具有可伸缩性的部件的可伸缩方向与所述换热管的轴向垂直。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述换热管的横截面积之和占所述腔体的横截面积的比例为50-90%；

和/或，所述换热管中所述具有可伸缩性的部件的数量为1个或者两个以上；

和/或，两个以上的所述具有可伸缩性的部件在换热管中沿换热管的轴向方向上下分布；

和/或，所述具有可伸缩性的部件为螺旋状。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述换热管的横截面积之和占所述腔体的横截面积的比例为65-85%。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述换热管的空隙率不低于85%；

和/或，所述换热管底部的径向尺寸沿物流方向逐渐减小。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述换热管的空隙率不低于90%。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述换热管的空隙率为90-99%。

26.根据权利要求19所述的方法，其中，所述换热管的底部为倒锥形或弧形收口。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述收口处斜边段或弧形段中点处切线与水平方向的夹角为15-75°。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述收口处斜边段或弧形段中点处切线与水平方向的夹角为30-60°。

29.根据权利要求19-20、22-28中任意一项所述的方法，其中，所述腔体分为N层子腔体，N≥2，相邻的两层子腔体之间不连通，所述换热管贯穿于所述N层子腔体内。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述N满足：所述腔体的高度H与所述N的比值为0.1-1m；

和/或，每层子腔体的高度各自独立地为0.1-1m。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述N满足：所述腔体的高度H与所述N的比值为0.2-0.5m；

和/或，每层子腔体的高度各自独立地为0.2-0.5m。

32.根据权利要求29所述的方法，其中，每层子腔体上均设置有换热介质进口和换热介质出口。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述换热介质进口位于所述换热介质出口的下方。

34.根据权利要求32或33所述的方法，其中，所述换热介质进口和换热介质出口分别分布在所述静态结晶器的壳体的两侧。

35.根据权利要求29所述的方法，其中，所述待结晶物料从所述静态结晶器的顶部引入所述静态结晶器内，再进入所述换热管内，经过所述结晶后从所述静态结晶器的底部排出；

和/或，所述静态结晶器的顶部设置有惰性气体进口。

36.根据权利要求29所述的方法，其中，步骤（1）中，通过第一换热介质对所述待结晶物料进行冷却结晶。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，将所述第一换热介质分别引入所述N层子腔体内，对所述换热管进行冷却。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述第一换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.1-1℃。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述第一换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.3-0.5℃。

40.根据权利要求37所述的方法，其中，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入所述N层子腔体内的流量逐渐增加。

41.根据权利要求37所述的方法，其中，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入所述N层子腔体内的温度逐渐降低。

42.根据权利要求40或41所述的方法，其中，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-1℃。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，沿第一换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第一换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-0.5℃。

44.根据权利要求29所述的方法，其中，步骤（2）中，通过第二换热介质对所述第一晶体层进行升温发汗。

45.根据权利要求44所述的方法，其中，将所述第二换热介质分别引入所述N层子腔体内，对所述换热管进行加热。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述第二换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.1-1℃。

47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述第二换热介质在每层子腔体内的进出口温差各自独立地为0.3-0.5℃。

48.根据权利要求45所述的方法，其中，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入所述N层子腔体内的流量逐渐增加。

49.根据权利要求45所述的方法，其中，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入所述N层子腔体内的温度逐渐升高。

50.根据权利要求48或49所述的方法，其中，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-0.5℃。

51.根据权利要求50所述的方法，其中，沿第二换热介质在静态结晶器轴向的流动方向的正方向，所述第二换热介质引入相邻两层子腔体内的温差各自独立地为0-0.3℃。

Images