CN206823757U - 冷却釜及结晶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷却釜及结晶系统，涉及化工设备的技术领域。本实用新型提供的冷却釜包括设于釜体中部的冷却装置，能够不借助外部降温装置，达到均匀有效地降低冷却釜内温度的目的；本实用新型提供的冷却釜还包括设于进料口与出料口之间的过滤装置，具有对冷却析出的固相颗粒进行过滤的作用，以保证结晶析出的固相物质能够尽可能多的留在冷却釜内，节约沉降时间。另外，本实用新型提供的结晶系统，包含本实用新型提供的冷却釜，能够均匀有效地对溶液进行降温以析出固相颗粒。

Description

冷却釜及结晶系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种冷却釜及结晶系统。

背景技术

冷却釜在食品、医药、化工等领域的应用十分广泛，现有的冷却方式主要为盘管冷却和缸体夹套冷却，冷却范围虽大，但冷却效果却是从外向内，中心部分冷却较慢，有可能会造成冷却不均匀从而发生异化反应。而且由于夹套面积有限，有时候在一些反应中，这种热交换冷却釜的换热要求达不到反应要求，温度不能及时降低，带来许多负面影响，通常借助外循环泵的作用将物料泵到外面的容器中，再达到降温的目的。并且，现有技术中冷却过程一般采用水冷，水冷后的冷却水因为与反应物产生热交换，水温会升高，在实际生产过程中，这部分因为热交换而产生一定温度的冷却水没有被很好地利用，很大程度都被排弃了，造成了资源的浪费成本的增加。

因此，开发一种能够不借助外部降温装置，达到均匀有效地降低冷却釜内温度，同时对冷却剂能够循环利用的冷却釜尤为重要。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种冷却釜，以缓解现有技术中存在的冷却釜不能均匀有效地对内容物进行降温的技术问题。

本实用新型的第二个目的在于提供一种结晶系统，以缓解现有技术中存在的结晶系统不能均匀有效地对溶液进行降温以析出固相颗粒的技术问题。

本实用新型提供的一种冷却釜，包括：

釜体，所述釜体包括进料口和出料口；

冷却装置，设于所述釜体中部，用于降低所述釜体内部的温度；

过滤装置，设于所述进料口与所述出料口之间，用于过滤由所述进料口流向所述出料口的固相颗粒。

进一步地，所述釜体包括内壁和围设于所述内壁外的外壁，所述内壁与所述外壁之间形成有用于通入冷源的夹层。

进一步地，所述冷却装置包括：

旋转部和围设于所述旋转部上的降温部；

所述旋转部与动力源连接，驱动所述降温部运动。

进一步地，所述旋转部为旋转轴，所述旋转轴上端伸出所述釜体，与设于所述釜体上端的电机的输出端相连。

进一步地，所述降温部由至少两根内部中空的杆体组成，所述杆体的上端与所述旋转轴的上端连接并伸出所述釜体，所述杆体均匀环绕分布于所述旋转轴外周。

进一步地，所述杆体包括相对设置的第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的下端和所述第二杆体的下端相连通；所述第一杆体的上端为冷源进口，所述第二杆体的上端为冷源出口，所述冷源进口上设有冷源控制阀门。

进一步地，所述冷源进口与所述冷源出口之间连接有用于对冷源进行降温的换热装置。

进一步地，所述冷源进口与所述冷源出口之间还连接有用于储存冷源的储存箱。

进一步地，所述过滤装置包括垂直设置于所述旋转轴上的固相过滤网，所述固相过滤网的外周与所述釜体的内壁相接。

另外，本实用新型还提供了一种结晶系统，包括上述的冷却釜。

本实用新型提供的冷却釜包括设于釜体中部的冷却装置，能够不借助外部降温装置，达到均匀有效地降低冷却釜内温度的目的；本实用新型提供的冷却釜还包括设于进料口与出料口之间的过滤装置，具有对冷却析出的固相颗粒进行过滤的作用，以保证结晶析出的固相物质能够尽可能多的留在冷却釜内，节约沉降时间。另外，本实用新型提供的结晶系统，包含本实用新型提供的冷却釜，能够均匀有效地对溶液进行降温以析出固相颗粒。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜的整体示意图；

图2为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜的俯视图；

图3为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜的向视图A-A；

图4为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜表示图3的A-A剖视图；

图5为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜的向视图B-B；

图6为本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜表示图5的B-B剖视图；

图7为本实用新型第一种实施方式的替换方式提供的冷却釜表示图5的B-B剖视图；

图8为为本实用新型第二种实施方式提供的冷却釜表示图3的A-A剖视图；

图标：1-进料口；2-出料口；3-内壁；4-外壁；5-夹层；6-旋转轴；7-电机；81-第一杆体；82-第二杆体；811-冷源进口；812-冷源控制阀门；821-冷源出口；9-换热装置；10-固相过滤网；101-第一过滤网；102-第二过滤网；103-第三过滤网；11-储存箱；12-第一轴承；13-第二轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

传统的冷却釜在进行冷却降温时，忽略了一个重要的问题，就是冷却效果却是从外向内，中心部分冷却较慢，这种热交换冷却釜的换热要求达不到反应要求，温度不能及时降低，带来许多负面影响，有可能会造成冷却不均匀从而发生异化反应。并且，经冷却析出的固相颗粒还需要经过增稠器进行沉降，才能够保证分离出较纯净的清液相，不仅耗费设备，而且浪费时间。

本实用新型的两种实施方式，就是针对现有技术中的冷却效果从外到内，中心冷却缓慢，温度不能及时均匀地降低，并且需要长时间进行沉降这些问题所作出的改进。下面分别对这两种具体实施方式作出详细说明。

如图1至4所示，在本实用新型的第一种实施方式中，本实用新型提供的冷却釜包括：

釜体，釜体包括进料口1和出料口2；

冷却装置，设于釜体中部，用于降低釜体内部的温度；

过滤装置，设于进料口1与出料口2之间，用于过滤由进料口1流向出料口2的固相颗粒。

其中，釜体包括内壁3和围设于内壁3外的外壁4，内壁3与外壁4之间形成有用于通入冷源的夹层5。

冷源可以为冷水或者冷气。

在本实用新型的第一种实施方式中，冷却釜釜体底部为锥形，且锥形底部的底端与釜体为可拆卸连接。锥形的冷却釜底便于冷却析出的固相颗粒沉降滑落至锥端，而锥形底部的底端与釜体可拆卸连接，能够达到便于清理析出的固相颗粒的目的，省时省力。

在本实用新型的第一种实施方式中，进料口1的水平位置低于出料口2的水平位置，需要进行冷却的溶液从处于相对低位置的进料口1进入后，经过冷却装置的降温，析出固相颗粒，由于固相颗粒的密度大于液相的密度，因此，固相颗粒多数沉降在冷却釜低位置的底部，而清液相则通过相对高位的出料口2排出冷却釜，将出料口2的位置设置为高于进料口1的位置，能够使析出的固相颗粒与排出出料口2的清液相更好的分离。

在本实用新型的第一种实施方式中，冷却装置包括：

旋转轴6和围设于旋转部上的降温部；

旋转轴6上端伸出冷却釜釜体，与设于釜体上端的电机7的输出端相连，驱动降温部运动。

其中，降温部由内部中空的杆体组成，杆体的上端与旋转轴6的上端连接并伸出釜体，杆体均匀环绕分布于旋转轴6外周。

在本实用新型的第一种实施方式中，杆体的数量为两根，作为一种替换方式，杆体的数量例如可以为，但不限于三根，四根，五根或六根；杆体的形状为弧形，作为一种替换方式，杆体的形状例如可以为，但不限于矩形，螺旋形或其他不规则形状。

在本实用新型的第一种实施方式中，杆体包括相对设置的第一杆体81和第二杆体82，第一杆体81的下端和第二杆体82的下端相连通；第一杆体81的上端为冷源进口811，第二杆体82的上端为冷源出口821，冷源进口811上设有冷源控制阀门812。当冷源控制阀门812开启时，冷源通过冷源进口811进入第一杆体81，通过第一杆体81与第二杆体82的下端相连通的部位进入第二杆体82，并通过冷源出口821排出第二杆体82。在进行降温时，杆体随着旋转轴6转动，能够从冷却釜内部均匀有效地降低冷却釜内容物的温度。

在本实用新型的第一种实施方式中，冷源进口811与冷源出口821之间连接有用于对冷源进行降温的换热装置9和用于储存冷源的储存箱11。

其中，换热装置9为换热器。当冷却釜釜体内需要降温时，打开冷源控制阀门812，冷源由储存箱11经过换热器降温冷却，通过冷源进口811进入第一杆体81与第二杆体82，从而完成对冷却釜釜体内容物的降温，完成冷却后的冷源经由冷源出口821回流至储存箱11，从而可以循环利用，降低了成本，也有效的完成了降温。

在本实用新型的第一种实施方式中，过滤装置包括垂直设置于旋转轴6上的固相过滤网10，固相过滤网10的外周与釜体的内壁3相接。

其中，固相过滤网10设于旋转轴6的上部，需要进行冷却的溶液经过冷却装置的降温，析出密度大于液相固相颗粒，因此，固相颗粒多数沉降在冷却釜低位置的底部，而固相过滤网10设于旋转轴6的上部，能够使析出的固相颗粒尽量减少通过固相过滤网10的过滤，从而延长固相过滤网10的使用寿命，节约成本。

如图5和图6所示，为了减少固相过滤网10与旋转轴6的摩擦，可以在固相过滤网10与旋转轴6相接的位置设置第一轴承12。当旋转轴6转动时，固相过滤网10的外周与冷却釜内壁3固定连接，固相过滤网10上的第一轴承12随着旋转轴6转动，在完成过滤的同时，减少机械摩擦，节约成本。作为一种替换方式，如图7所示，为了减少固相过滤网10与旋转轴6的摩擦，也可以在固相过滤网10与冷却釜内壁3相接的位置设置第二轴承13。当旋转轴6转动时，固相过滤网10与旋转轴6固定连接，固相过滤网10上的第二轴承13随着旋转轴6转动，在完成过滤的同时，也能够同样起到减少机械摩擦，节约成本的效果。

在使用本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜时，操作人员首先将待降温的溶液通过进料口1注入到冷却釜釜体内，同时，向冷却釜内壁3与外壁4之间的夹层5中通入冷水或冷气，从冷却釜外周进行对冷却釜釜体内容物的降温；启动电机7，并打开冷源控制阀门812，冷源由储存箱11经过换热器降温冷却，通过冷源进口811进入第一杆体81，经由第一杆体81与第二杆体82的下端相连通的部位进入第二杆体82，在电机7的驱动下，旋转轴6带动第一杆体81和第二杆体82进行旋转，从而从冷却釜内部均匀有效地完成对冷却釜釜体内容物的降温，完成冷却后的冷源经由冷源出口821回流至储存箱11，从而完成一个降温循环。此时，经冷却析出的固相颗粒沉降至冷却釜的锥形釜底，而在待降温溶液不断通过进料口1进入冷却釜釜体内的情况下，含有少量固相颗粒的溶液通过设于旋转轴6上部的固相过滤网10，将固相颗粒滤出后，清液相经由出料口2排出冷却釜。当冷却完成后，卸下冷却釜的锥形釜底，进行固相的清洗。

本实用新型第一种实施方式提供的冷却釜，能够不借助外部降温装置，达到均匀有效地降低冷却釜内温度的目的；同时，设于进料口1与出料口2之间的过滤网，具有对冷却析出的固相颗粒进行过滤的作用，以保证结晶析出的固相物质能够尽可能多的留在冷却釜内，节约沉降时间。

图8为本实用新型第二种实施方式提供的冷却釜的结构示意图，本实用新型第二种实施方式提供的冷却釜是在本实用新型第一种实施方式基础上的改进，在本实用新型第一种实施方式中公开的技术内容在本实施方式中不再重复描述，在本实用新型第一种实施方式公开的内容也属于本实施方式公开的内容，在本实用新型第一种实施方式已描述的技术方案也属于本实施方式，本实施方式不再赘述。

如图8所示，在本实用新型的第二种实施方式中，固相过滤网10的数量为三个，分别为设置于相对较低位置的第一过滤网101，设置于第一过滤网101上部的第二过滤网102，设置于第二过滤网102上部的第三过滤网103。

其中，第一过滤网101的虑孔孔径大于第二过滤网102的虑孔孔径，第二过滤网102的虑孔孔径大于第三过滤网103的虑孔孔径。当析出固相颗粒的溶液由下至上进行过滤时，粒径较大的固相颗粒由第一过滤网101滤出，粒径相对较小的固相颗粒由第二过滤网102滤出，粒径相对更小的固相颗粒由第三过滤网103滤出。

设置三个虑孔孔径逐渐缩小的过滤网，不仅能够保证过滤更完全，还能够减少小虑孔孔径被大粒径的固相颗粒堵塞的几率，并且，在重力的作用下，粒径相对较小的固相颗粒被相应的过滤网拦下后，能够通过相对位置较低的大虑孔孔径最终沉降至冷却釜釜底。

另外，在本实用新型的第二种实施方式中，冷源控制阀门812还与电动执行机构相连，冷却釜的内壁3上还可以设置有用于实时采集冷却釜内容物温度的传感器单元，传感器单元和电动机构均与PLC控制器相连。

在使用本实用新型第二种实施方式提供的冷却釜时，操作人员首先将待降温的溶液通过进料口1注入到冷却釜釜体内，同时，向冷却釜内壁3与外壁4之间的夹层5中通入冷水或冷气，从冷却釜外周进行对冷却釜釜体内容物的降温；启动电机7，通过设置于冷却釜的内壁3上的传感器单元，对冷却釜内的温度信息进行采集，并将采集到的信息传输到PLC控制器。当冷却釜内温度过低时，PLC控制器根据接收到的信息，通过电动机构控制冷源控制阀门812关闭，从停止对冷却釜内容物进行降温；当冷却釜内温度过高时，PLC控制器根据接收到的信息，通过电动机构控制冷源控制阀门812开启，冷源由储存箱11经过换热器降温冷却，通过冷源进口811进入第一杆体81，经由第一杆体81与第二杆体82的下端相连通的部位进入第二杆体82，在电机7的驱动下，旋转轴6带动第一杆体81和第二杆体82进行旋转，从而从冷却釜内部均匀有效地完成对冷却釜釜体内容物的降温，完成冷却后的冷源经由冷源出口821回流至储存箱11，从而完成一个降温循环。此时，经冷却析出的固相颗粒沉降至冷却釜的锥形釜底，而在待降温溶液不断通过进料口1进入冷却釜釜体内的情况下，含有少量固相颗粒的溶液通过设于旋转轴6上部的过滤网，将固相颗粒滤出后，清液相经由出料口2排出冷却釜。当冷却完成后，卸下冷却釜的锥形釜底，进行固相的清洗。

本实用新型第二种实施方式提供的冷却釜，能够不借助外部降温装置，达到均匀有效地降低冷却釜内温度的目的；同时，设于进料口1与出料口2之间的多个过滤网，能够对冷却析出的固相颗粒进行充分的过滤，以保证结晶析出的固相物质能够尽可能多的留在冷却釜内，节约沉降时间；并且，利用PLC控制器能够达到智能控温的目的，不仅对温度把控准确，还能够节约人力。

另外，本实用新型还提供了一种结晶系统，包括沉降罐，本实用新型第一种实施方式或第二种实施方式提供的冷却釜，母液罐和离心机。

以NaCl-KCl-H₂O三元体系分离为例，在使用本实用新型提供的结晶系统时，首先，制取钠盐后的母液进入沉降罐，氯化钾原料液中的上清液进入本实用新型第一种实施方式或第二种实施方式提供的冷却釜，进行降温冷却，冷却控制料液温度至40℃左右，然后上清液排至氯化钾母液罐；底部氯化钾浆体进入到离心机进行离心分离得到氯化钾产品。离心母液至氯化钾母液罐。

本实用新型采用本实用新型第一种实施方式或第二种实施方式提供的冷却釜进行冷却降温，能够迅速产生大量氯化钾晶核，控制并延长晶核成长时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种冷却釜，其特征在于，所述冷却釜包括：

釜体，所述釜体包括进料口(1)和出料口(2)；

冷却装置，设于所述釜体中部，用于降低所述釜体内部的温度；

过滤装置，设于所述进料口(1)与所述出料口(2)之间，用于过滤由所述进料口(1)所述流向出料口(2)的固相颗粒。

2.根据权利要求1所述的冷却釜，其特征在于，所述釜体包括内壁(3)和围设于所述内壁(3)外的外壁(4)，所述内壁(3)与所述外壁(4)之间形成有用于通入冷源的夹层(5)。

3.根据权利要求2所述的冷却釜，其特征在于，所述冷却装置包括：

旋转部和围设于所述旋转部上的降温部；

所述旋转部与动力源连接，驱动所述降温部运动。

4.根据权利要求3所述的冷却釜，其特征在于，所述旋转部为旋转轴(6)，所述旋转轴(6)上端伸出所述釜体，与设于所述釜体上端的电机(7)的输出端相连。

5.根据权利要求4所述的冷却釜，其特征在于，所述降温部由至少两根内部中空的杆体组成，所述杆体的上端与所述旋转轴(6)的上端连接并伸出所述釜体，所述杆体均匀环绕分布于所述旋转轴(6)外周。

6.根据权利要求5所述的冷却釜，其特征在于，所述杆体包括相对设置的第一杆体(81)和第二杆体(82)，所述第一杆体(81)的下端和所述第二杆体(82)的下端相连通；所述第一杆体(81)的上端为冷源进口(811)，所述第二杆体(82)的上端为冷源出口(821)，所述冷源进口(811)上设有冷源控制阀门(812)。

7.根据权利要求6所述的冷却釜，其特征在于，所述冷源进口(811)与所述冷源出口(821)之间连接有用于对冷源进行降温的换热装置(9)。

8.根据权利要求7所述的冷却釜，其特征在于，所述冷源进口(811)与所述冷源出口(821)之间还连接有用于储存冷源的储存箱(11)。

9.根据权利要求8所述的冷却釜，其特征在于，所述过滤装置包括垂直设置于所述旋转轴(6)上的固相过滤网(10)，所述固相过滤网(10)的外周与所述釜体的内壁(3)相接。

10.一种结晶系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的冷却釜。