CN203989946U - 一种双管式交叉混流结晶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双管式交叉混流结晶装置，包括倾斜布置的结晶塔主体，所述结晶塔主体包括：两个相互平行且与水平面具有倾角的结晶管；水平放置且两端分别连接在两个结晶管的低位端的送料管；两端分别连接在两个结晶管上的返流管；设置在各结晶管内，将晶体从结晶管的低位端输送至高位端的两个搅拌螺旋；用于驱动各搅拌螺旋转动的两个第一驱动机构；其中送料管上设有进料口和母液出口，结晶管的高位端设有产品出口。本实用新型的双管交叉混流结晶塔通过设置两个结晶管不仅增大了产量，通过返流管增加了对流和换热，使产品均一性更好，晶体通过返流管在两个结晶管内来回穿梭，晶体出现了结晶溶解结晶反复进行的过程，得到的晶体杂质少，晶体质量高。

Description

一种双管式交叉混流结晶装置

技术领域

本实用新型涉及一种化工提纯结晶用装置，特别是涉及一种双管式交叉混流结晶装置。

背景技术

结晶是固体物质以晶体从蒸汽、溶液或熔融物中析出的过程，早在几千年前，它就被人们用来从海水中提取食盐。据统计，在现代社会中，大约有三分之二的大宗化学产品都是固体产品，特别是在医药行业中，有85％的产品是固体产品，这些固体产品的生产过程，都离不开结晶操作。

传统的工业结晶研究领域，一般可以分为四大类，即溶液结晶、熔融结晶、沉淀结晶和升华结晶，其中，作为高效低能耗的有机物分离提纯方法的熔融结晶技术正日益受到国内外科学界与工业界的广泛关注。这主要有两个方面的原因：一方面是由于世界范围内的能源紧张以及社会对环保型生产技术的要求。熔融结晶分离过程不仅是能量消耗少(相对于精馏过程)，而且不需要使用溶剂(相对于萃取过程)，有利于环保，因为受到了广泛的关注，被称为绿色技术。另一方面则是由于国际上对高纯度有机物的需要日益增加。比如航空航天、电子等工业中所采用的各种特殊性能的高聚物材料，获得这些高性能聚合材料的主要障碍就是在于能否获得高纯度的单体材料。

塔式熔融结晶装置一般可分为三个部分，即结晶段，提纯段和熔融段。物料从中间或两端进入结晶塔后，在结晶段产生晶体，然后晶体沉降值提纯段，最后再进入熔融段被融化为液态，一部分作为产品排出，另一部分作用回流液上升，与落下来的晶体进行逆流接触传质，回流液在上升过程中纯度逐渐下降，最后作为残液排出塔外。在提纯段，浓度不同的固液两两相进行逆流接触，不断进行相变化和逆流洗涤，实现了质量传递。提纯段存在着晶体悬浮密度很高的晶体床层，传质的结果就是到达熔融段的晶体纯度已很高，待熔融后一部分作为高纯度产品取出，另一部分作为回流上升。

公开号为CN203694662U的中国专利文献公开了一种悬挂式倾斜结晶塔，包括倾斜布置的结晶塔主体，还包括悬挂支架，悬挂支架上安装有两组循环链装置，分别连接在所述结晶塔主体的两端；每组循环链装置包括主动轮和从动轮，绕置在主动轮和从动轮上的同步链，所述同步链的两平行段分别设有安装件，每个安装件上连接有升降链，升降链的另一端连接在结晶塔主体的一侧。

该文献记载的方案中，结晶塔采用悬挂式而且高度和倾斜角度都可调，相对于其他方案已经有很大进步，但是由于车间空间有限，很难扩大产量。另一方面，现有的结晶方式是连续降温以获得晶体，无论是间歇式还是连续式结晶设备获得晶体含有较多杂质。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双管交叉混流结晶塔，采用交叉混流结晶，晶体包含杂质少，具有两个结晶管，产量大，占地面积小。

本实用新型的技术方案为：

一种双管式交叉混流结晶装置，包括倾斜布置的结晶塔主体，所述结晶塔主体包括：

两个相互平行且与水平面具有倾角的结晶管；

送料管，水平放置且两端分别连接在两个结晶管的低位端；

返流管，两端分别连接两个结晶管；

两个搅拌螺旋，设置在对应的结晶管内，将晶体从结晶管的低位端输送至高位端；

两个第一驱动机构，用于驱动对应的搅拌螺旋转动；

其中送料管上设有进料口和母液出口，结晶管的高位端设有产品出口。

液态物料从进料口进入送料管，然后由送料管输送至结晶管的低位端，晶体在结晶管内形成，结晶管内的液态物料由低位端向高位端温度逐渐降低，晶体由结晶管的低位向高位端逐渐长大；其中搅拌螺旋的边缘贴近结晶管的内壁，搅拌螺旋除了搅拌液体，加强换热外，还结晶管内将形成的晶体向结晶管的高位端推送。返流管不仅增加了管道容量，还加强了液体流动和换热。

作为优选，所述返流管有多个，各个返流管的两端有位差。

由于返流管两端存在位差，晶体会从返流管高位的一端对应的结晶管滑到另一个结晶管内。

作为进一步优选，相邻两个返流管的返流方向相反。

相邻两个返流管的返流方向相反，使得晶体从结晶管滑向另一个结晶管，再沿着另一个返流管从另一个结晶管回来，以此类推。这样的好处在于，可以使得晶体纯度更高，杂质含量更少。结晶管由低位端向高位端温度逐渐降温，那么返流管的高位的一端温度低于低位的一端，也就是说晶体从温度低的一端滑向温度高的一端，晶体在被搅拌螺旋提升一定高度后温度逐渐降低，晶体继续长大后又沿着另一个返流管从温度低的一端滑到温度高的一端，依次类推。这样，晶体在生长过程中就经历了降温升温的反复循环，避免了晶体生长过快而将溶液中的杂质包裹在晶体内，而且不影响产量。

其中，驱动搅拌螺旋的驱动机构有多种，为了便于安装和生产，作为优选，所述第一驱动机构为第一驱动电机，第一驱动电机安装在结晶管的高位端，第一驱动电机的主轴与搅拌螺旋的转轴连接。

为了加快物料向结晶管输送，优选地，所述送料管内设有分别向送料管的两端送料的送料螺旋，所述送料管外的一端设有驱动送料螺旋转动的第二驱动机构。

所述送料螺旋的送料方向相反，可以由两个驱动机构驱动，也可以由一个驱动机构驱动，但是送料螺旋的结构需要做相应的调整。

作为优选，所述第二驱动机构为第二驱动电机，所述第二驱动电机的主轴连接送料螺旋的转轴，且送料螺旋关于转轴轴向的中点对称。

为了更精准的控制结晶管的温度，优选地，各个结晶管的外壁设有至少三个换热夹套，每个换热夹套具有独立的介质输入管道和介质输出管道。

所述换热夹套为四个。所述换热夹套为水冷夹套，用于冷却结晶管内的液体产生晶体，由结晶管的低位端向高位端温度逐渐降低。

所述结晶管的产品出口位于结晶管的高位端，而且产品是依靠饱和溶液冷却结晶形成的晶体，其中的溶液不是产品的一部分，那么结晶管内的液面需要低于产品出口所在的水平面。如果结晶管的倾斜角度过小，那么结晶管内装不了多少液体，产量自然不高，如果结晶管的倾斜角度过大，搅拌螺旋很难将晶体收集起来。

作为优选，所述结晶管与水平面的夹角为30～50度。

本实用新型的双管交叉混流结晶塔通过设置两个结晶管不仅增大了产量，通过返流管增加了对流和换热，使产品均一性更好，晶体通过返流管在两个结晶管内来回穿梭，实现结晶溶解结晶反复进行，得到的晶体杂质少，晶体质量高。

附图说明

图1为本实用新型双管式交叉混流结晶装置的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明根据本实用新型的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，一种双管式交叉混流结晶装置，包括两个相互平行且与水平面具有倾角的结晶管1和结晶管2。其中结晶管1位置较高的一端为高位端11，位置较低的一端为低位端12；结晶管2位置较高的一端为高位端21，位置较低的一端为低位端22。

结晶管1内和结晶管2内分别设有搅拌螺旋13和搅拌螺旋23，结晶管1的高位端11安装有第一驱动电机14，结晶管2的高位端21安装有第一驱动电机24，搅拌螺旋13的转轴与第一驱动电机14的主轴连接，搅拌螺旋23的转轴与第一驱动电机24的主轴连接。

结晶管1和结晶管2分别在位于高位端的底面设有产品出口3，搅拌螺旋不断将结晶管内形成的晶体从低位端向高位端输送，直至将晶体从产品出口3送出。

结晶管1和结晶管2外壁各设有四个换热夹套4，换热夹套4具有独立的介质输入管道41和介质输出管道42。

低位端12和低位端22之间还连接有送料管5，送料管5水平放置，送料管5内设有分别向两端送料的送料螺旋51，送料管5的一端安装有第二驱动电机52，第二驱动电机52的主轴与送料螺旋51的转轴连接，为了实现向两端送料，送料螺旋51是关于转轴轴向的中点对称。送料管5上设有进料口53，送料管5上还设有母液出口54，且进料口53与母液出口54错位。

结晶管1和结晶管2之间连接有四个返流管6，返流管6的两端分别与结晶管1和结晶管2连通。返流管6的一端靠近送料管5，另一端远离送料管5，这样返流管6的两端存在位差。相邻两个返流管6的返流方向相反，比如一个返流管向左返流，则与之相邻的返流管是向右返流，这样多个返流管一起就形成了S形迂回通道。

由于搅拌螺旋与结晶管的内壁只是靠近而非完全贴合，搅拌螺旋会让结晶管内的液体流动，但是不会改变结晶管内液面的高度，搅拌螺旋可以使晶体由低位端向高位端运动，在这个过程中，晶体还会沿着返流管在两个结晶管之间运动。

为了节省车间的地面空间，还设了连杆7和连杆8将结晶管悬挂起来。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双管式交叉混流结晶装置，包括倾斜布置的结晶塔主体，其特征在于，所述结晶塔主体包括：

两个相互平行且与水平面具有倾角的结晶管；

送料管，水平放置且两端分别连接在两个结晶管的低位端；

返流管，两端分别连接两个结晶管；

两个搅拌螺旋，设置在对应的结晶管内，将晶体从结晶管的低位端输送至高位端；

两个第一驱动机构，用于驱动对应的搅拌螺旋转动；

其中送料管上设有进料口和母液出口，结晶管的高位端设有产品出口。

2.如权利要求1所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述返流管有多个，各个返流管的两端有位差。

3.如权利要求2所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：相邻两个返流管的返流方向相反。

4.如权利要求1所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述第一驱动机构为第一驱动电机，第一驱动电机安装在结晶管的高位端，第一驱动电机的主轴与搅拌螺旋的转轴连接。

5.如权利要求1所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述送料管内设有分别向送料管的两端送料的送料螺旋，所述送料管外的一端设有驱动送料螺旋转动的第二驱动机构。

6.如权利要求5所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述第二驱动机构为第二驱动电机，所述第二驱动电机的主轴连接送料螺旋的转轴，且送料螺旋关于转轴轴向的中点对称。

7.如权利要求1所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：各个结晶管的外壁设有至少三个换热夹套，每个换热夹套具有独立的介质输入管道和介质输出管道。

8.如权利要求7所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述换热夹套为四个。

9.如权利要求1所述的双管式交叉混流结晶装置，其特征在于：所述结晶管与水平面的夹角为30～50度。