CN213853175U - 熔融结晶装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及煤加氢气化技术领域，尤其涉及一种熔融结晶装置，该熔融结晶装置包括：结晶装置，结晶装置包括第一壳体，第一壳体内设置有腔室和换热管道；固液分离装置，固液分离装置包括第二壳体，第二壳体的外侧设置有进液导管，进液导管的进液端与换热管道的出料口连通；循环泵，循环泵分别与第二壳体和换热管道连通。本公开提供的熔融结晶装置中，通过将待冷却液体输送至结晶装置中冷却结晶，再输送至固液分离装置中将结晶与液体分离，结晶通过排料口排出，液体通过循环泵再次输送至结晶装置中重复进行熔融结晶，实现了对液体中两类组分的分离，具有结构简单且便于控制的优势，提高了结晶的生产效率和质量，降低了操作劳动强度。

Description

熔融结晶装置

技术领域

本公开涉及煤加氢气化技术领域，尤其涉及一种熔融结晶装置。

背景技术

结晶法是分离提纯煤焦油中精细化学品的主要方法之一，适用于热敏性物质和共沸物的分离精制。目前，结晶法主要分为溶剂结晶和熔融结晶两种方式。熔融结晶是指将溶液降温至待结晶物质熔点附近，从溶液中析出组分不同于原混合物的过程。相较于溶剂结晶，熔融结晶具有投资低、能耗低、不添加额外溶剂、环境友好等优势。

熔融结晶按操作方式主要分为间歇结晶和连续结晶。间歇结晶虽然应用广泛，但其具有结晶效率低，产品质量不稳定、操作劳动强度大的缺点。而连续结晶因设备复杂、操作要求高、不易控制等缺点并未得到广泛应用。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种熔融结晶装置。

本公开提供了一种熔融结晶装置，包括：

结晶装置，所述结晶装置包括第一壳体，所述第一壳体内设置有用于容纳待冷却液体的换热管道和容纳用于冷却待冷却液体的冷却介质的腔室，所述换热管道在所述第一壳体的表面形成有进料口和出料口；

固液分离装置，用以将所述出料口排出的物料进行固液分离，所述固液分离装置包括第二壳体，所述第二壳体上设置有用于供固液分离形成的液体排出的出液口和用于供固液分离形成的固体结晶排出的排料口，所述第二壳体的外侧设置有用于将冷却后的物料喷射入所述第二壳体内形成涡流的进液导管，所述进液导管的进液端与所述换热管道的出料口连通；

循环泵，所述循环泵分别与所述第二壳体的出液口和所述换热管道的进料口连通，用以将所述第二壳体内的液体抽取并输送至所述换热管道中。

本公开提供的熔融结晶装置，结晶装置中，待冷却液体通过进料口进入至第一壳体的换热管道中，冷却腔中的冷却剂包覆在换热管道外部，对待冷却液体进行降温，在待冷却液体降温过程中，液体中的部分组分析出形成结晶，由于换热管道的出料口与固液分离装置连通，含有结晶的液体流入至固液分离装置中。固液分离装置中，在第二壳体外设置有进液导管，换热管道中的含有结晶的液体进入至进液导管内，再通过进液导管喷射入第二壳体内，并形成涡流，由于结晶的密度较大、重量较大，液体形成涡流后，结晶在离心力和重力作用下与液体分离，从而实现了固液分离，分离出的结晶在自身重力的作用下经第二壳体的排料口排出至第二壳体外；由于第二壳体的出液口与循环泵连通，循环泵用于将第二壳体内的液体抽取输送至第一壳体内，故，循环泵与第二壳体的出液口连通，使第二壳体内的液体向出液口方向运动，有效避免了液体向排料口运动，保证了固液分离的效果，经循环泵抽出的液体在循环泵的作用下经第一壳体的进料口再次进入至换热管道中，重复进行熔融结晶，有效避免一次结晶后液体中残留有可结晶的组分造成液体的浪费；并且，通过调节循环泵的工作效率可调节结晶装置和固液分离装置之间的循环速度。

上述熔融结晶装置中，通过将待冷却液体输送至结晶装置中冷却结晶，再输送至固液分离装置中将结晶与液体分离，并通过排料口对结晶进行排出以便收集，将剩余液体通过循环泵再次输送至结晶装置中重复进行熔融结晶，从而实现了对液体中两类组分的分离，具有结构简单、操作简单且便于控制的优势，并且有效提高了结晶的生产效率，保证了结晶的质量，提高了装置的自动化程度，降低了操作劳动强度。

可选地，所述进液导管包括主管和多个支管，所述主管与所述换热管道的出料口连通，每个所述支管与所述第二壳体相切，且每个所述支管均与所述第二壳体的内腔连通。

可选地，所述第二壳体内设置有用于过滤液体的筛网板，所述筛网板设置于所述进液导管背离所述排料口的一侧，所述筛网板所在平面与所述第二壳体的轴线垂直。

可选地，所述筛网板上设置有多个开孔，所述开孔的直径范围为大于或等于200目且小于或等于150目。

可选地，所述第二壳体内远离所述排料口的一端设置有用于加热所述第二壳体内的液体的加热组件。

可选地，所述加热组件包括转动部件和包覆在所述转动部件外表面的加热部件。

可选地，所述转动部件包括转轴和设置在所述转轴外周的搅拌部件，所述加热部件包括包覆在所述转轴外表面的第一加热管道以及包覆在所述搅拌部件外表面的第二加热管道，所述第一加热管道和所述第二加热管道连通。

可选地，所述第一加热管道包括沿所述转轴的周向方向排布设置的进液管道和出液管道，所述进液管道和所述出液管道在所述第二壳体远离所述排料口的一端均形成有开口，所述进液管道靠近所述排料口的一端和所述出液管道连通。

可选地，所述进料口包括第一进料口和第二进料口，所述第一进料口与所述循环泵连通。

可选地，所述第一壳体上设置有冷却介质进口和冷却介质出口。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述熔融结晶装置的结构示意图；

图2为本公开实施例所述进液导管的结构示意图；

图3为本公开实施例所述加热组件的俯视结构示意图；

图4为本公开实施例所述加热组件的结构示意图。

其中，1-结晶装置；11-第一壳体；12-进料口；121-第一进料口；122-第二进料口；13-出料口；14-冷却介质进口；15-冷却介质出口；2-固液分离装置；21-第二壳体；22-进液导管；221-主管；222-支管；23-出液口；24-排料口；25-筛网板；26-加热组件；261-转轴；262-搅拌部件；263-第一加热管道；263a-进液管道；263b-出液管道；264-第二加热管道；27-开口；3-循环泵。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本公开实施例所述熔融结晶装置的结构示意图，图2为本公开实施例所述进液导管的结构示意图。如图1至图2所示，本公开实施例提供了一种熔融结晶装置，包括：

结晶装置1，结晶装置1包括第一壳体11，第一壳体11内设置有用于容纳待冷却液体的换热管道和容纳用于冷却待冷却液体的冷却介质的腔室，换热管道在第一壳体11的表面形成有进料口12和出料口13；

固液分离装置2，用以将出料口13排出的物料进行固液分离，固液分离装置2包括第二壳体21，第二壳体21上设置有用于供固液分离形成的液体排出的出液口23和用于供固液分离形成的固体结晶排出的排料口24，第二壳体21的外侧设置有用于将冷却后的液体喷射入第二壳体21内形成涡流的进液导管22，进液导管22的进液端与换热管道的出料口13连通；

循环泵3，循环泵3分别与第二壳体21的出液口23和换热管道的进料口12连通，用以将第二壳体21内的液体抽取并输送至换热管道中。

本公开提供的熔融结晶装置，结晶装置1中，待冷却液体通过进料口12进入至第一壳体11的换热管道中，冷却腔中的冷却剂包覆在换热管道外部，对待冷却液体进行降温，在待冷却液体降温过程中，液体中的部分组分析出形成结晶，由于换热管道的出料口13与固液分离装置2连通，含有结晶的液体流入至固液分离装置2中。固液分离装置中，在第二壳体21外设置有进液导管22，换热管道中的含有结晶的液体进入至进液导管22内，再通过进液导管22喷射入第二壳体21内，并形成涡流，由于结晶的密度较大、重量较大，液体形成涡流后，结晶在离心力和重力作用下与液体分离，从而实现了固液分离，分离出的结晶在自身重力的作用下经第二壳体21的排料口24排出至第二壳体21外；由于第二壳体21的出液口23与循环泵3连通，循环泵3用于将第二壳体21内的液体抽取输送至第一壳体11内，故，循环泵3与第二壳体21的出液口23连通，使第二壳体21内的液体向出液口23方向运动，有效避免了液体向排料口24运动，保证了固液分离的效果，经循环泵3抽出的液体在循环泵3的作用下经第一壳体11的进料口12再次进入至换热管道中重复进行熔融结晶，有效避免一次结晶后液体中残留有可结晶的组分造成液体的浪费；并且，通过调节循环泵3的工作效率可调节结晶装置1和固液分离装置2之间的循环速度。

上述熔融结晶装置中，通过将待冷却液体输送至结晶装置1中冷却结晶，再输送至固液分离装置2中将结晶与液体分离，并通过排料口24对结晶进行排出以便收集，将剩余液体通过循环泵3再次输送至结晶装置1中重复进行熔融结晶，从而实现了对液体中两类组分的分离，具有结构简单、操作简单且便于控制的优势，并且有效提高了结晶的生产效率，保证了结晶的质量，提高了装置的自动化程度，降低了操作劳动强度。

如图2所示，在一些实施例中，进液导管22包括主管221和多个支管222，主管221与换热管道的出料口13连通，每个支管222与第二壳体21相切，且每个支管222均与第二壳体21的内腔连通。

上述进液导管22的主管221为环形，与第二壳体21同轴设置，主管221与换热管道的出料口13连通，液体经换热管道的出料口13输送至主管221中，由于液体具有较高的速度，液体以较高的速度进入主管221内，然后进入支管222，由于支管222与第二壳体21相切，多个支管222出射的液体在第二壳体21内形成涡流，以实现结晶与液体的分离。

本实施例中，支管222的数量可以为3个、4个或6个，可经支管222喷射出的液体可形成涡流即可，此处不做限定。

为保证液体在第二壳体21内形成涡流，支管222在主管221上均匀排布。

在一些实施例中，第二壳体21内设置有用于过滤液体的筛网板25，筛网板25设置于进液导管22背离排料口24的一侧，筛网板25所在平面与第二壳体21的轴线垂直。

由于循环泵3作用于第二壳体21，使第二壳体21内的液体可向远离排料口24的方向运动，为了避免在液体向远离排料口24的运动的同时，部分结晶随液体向远离排料口24的方向运动，导致结晶的产量降低，在第二壳体21中设置筛网板25，在液体向远离排料口24运动时，随液体运动的结晶与筛网板25发生干涉，阻止结晶向远离排料口24的方向运动，在结晶与筛网板25发生干涉后，结晶在自身重力作用下，向排料口24方向运动，经排料口24排出第二壳体21，从而提高了结晶的产量和生产效率。

具体地，筛网板25上设置有多个开孔，开孔的直径范围为大于或等于200目且小于或等于150目。此处，200目等于0.074毫米，150目等于0.1毫米，即，开孔的直径范围为大于或等于0.074毫米且小于或等于0.1毫米。

将筛网板25上开孔的直径设置在上述范围内，可保证尺寸大于开孔直径尺寸的结晶可被阻挡在筛网板25朝向排料口24的一侧，从而保证结晶的产量，同时，将开孔尺寸设置在上述范围内，可保证液体的流量，避免孔径过小导致液体流量减小，或液体流动阻力增加从而增加泵的功耗。

具体地，筛网板25的厚度范围为大于或等于8毫米且小于或等于12毫米，以提高筛网板25的强度，有效防止筛网板25受到液体流动产生的冲击作用力造成筛网板25变形。

在一些实施例中，第二壳体21内远离排料口24的一端设置有用于加热第二壳体21内的液体的加热组件26。

也就是说，在本实施例中，将加热组件26设置在筛网板25背离排料口24的一侧。在液体通过筛网板25后，液体中含有尺寸小于筛网板25开孔尺寸的结晶颗粒，为了防止液体中剩余的结晶颗粒堵塞管道，同时为了防止液体冷却过早析出较的细小结晶颗粒，造成晶体质量下降，设置加热组件26，对通过筛网板25的液体进行加热，使结晶颗粒熔化，同时避免液体的过早冷却析出较多的细小结晶颗粒，再将加热后的液体排出。

具体地，加热组件26包括转动部件和包覆在转动部件外表面的加热部件。

上述加热组件26中设置转动部件，并将加热部件设置在转动部件外侧，在对液体加热时，转动部件转动，带动液体流动，提高加热部件对液体加热的均匀性，以保证液体中的结晶颗粒的熔化效率，以及保证液体不再析出细小的结晶颗粒。

图3为本公开实施例所述加热组件的俯视结构示意图，如图3所示，具体地，转动部件包括转轴261和设置在转轴261外周的搅拌部件262，加热部件包括包覆在转轴261外表面的第一加热管道263以及包覆在搅拌部件262外表面的第二加热管道264，第一加热管道263和第二加热管道264连通。

上述转轴261连接有驱动部件，例如电机，在驱动部件的作用下，转轴261可绕自身轴线转动，以带动搅拌部件262转动，从而使液体在第二壳体21内绕加热组件26流动。为了保证液体的加热效率，在转轴261外侧包覆有第一加热管道263，在搅拌部件262外侧包覆有第二加热管道264，以增加液体和加热管道的接触面积，提高液体的加热效率，即，提高液体中结晶颗粒的熔化速度，避免液体冷却析出细小的结晶颗粒，避免结晶壳体堵塞管道，同时保证结晶的质量。

为了保证加热组件26对液体的加热效率，第二壳体21外还设置有加热装置，加热管内的加热介质与加热装置连通，以对已与第二壳体21内液体完成热交换的加热介质再次加热至预设温度，然后再次输送至第一加热管道263和第二加热管道264中，对液体加热，从而保证了液体的加热效率。

图4为本公开实施例所述加热组件的结构示意图。如图4所示，具体地，第一加热管道263包括沿转轴261的周向方向排布设置的进液管道263a和出液管道263b，进液管道263a和出液管道263b在第二壳体21远离排料口24的一端均形成有开口27，进液管道263a靠近排料口24的一端和出液管道263b连通。

上述加热装置中的加热介质进入至进液管道263a中，进液管道263a与部分第二加热管道264连通，加热介质在进液管道263a中流动的过程中，加热介质可流动至第二加热管道264中，然后进液管道263a朝向排料口24的一端与出液管道263b连通，加热介质流经进液管道263a和与进液管道263a连通的第二加热管道264后，经进液管道263a靠近排料口24的一端进入至出液管中，出液管与剩余第二加热管道264连通，加热介质由排料口24指向加热部件的方向流动，以充满出液管道263b和与出液管道263b连通的第二加热管道264，从而保证了加热介质可充分填充在加热部件中，以保证对液体的加热效率。

在一些实施例中，进料口12包括第一进料口121和第二进料口122，第一进料口121与循环泵3连通。

上述第一壳体11中，设置第一进料口121，用于起始状态下将外界待冷却液体输送至换热管道中，设置第二进料口122与循环泵3连通，保证液体可回流至换热管道中。

为了提高对第一壳体11内待冷却液体的冷却效果，第一壳体11上设置有冷却介质进口14和冷却介质出口15。

在冷却介质对换热管道中的液体进行冷却后，冷却介质的温度上升，在第一壳体11外设置冷却装置，通过冷却介质出口15将第一壳体11内的冷却介质输送至冷却装置中，冷却至设定温度，并通过冷却介质进口14再次进入至壳体内，以保持第一壳体11的腔室内的冷却介质的温度保持在一定范围内，从而保证对待冷却液体的冷却效果，从而提高结晶的质量和可控性，提高了系统运行的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种熔融结晶装置，其特征在于，包括：

结晶装置(1)，所述结晶装置(1)包括第一壳体(11)，所述第一壳体(11)内设置有用于容纳待冷却液体的换热管道和容纳用于冷却待冷却液体的冷却介质的腔室，所述换热管道在所述第一壳体(11)的表面形成有进料口(12)和出料口(13)；

固液分离装置(2)，用以将所述出料口(13)排出的物料进行固液分离，所述固液分离装置(2)包括第二壳体(21)，所述第二壳体(21)上设置有用于供固液分离形成的液体排出的出液口(23)和用于供固液分离形成的固体结晶排出的排料口(24)，所述第二壳体(21)的外侧设置有用于将冷却后的物料喷射入所述第二壳体(21)内形成涡流的进液导管(22)，所述进液导管(22)的进液端与所述换热管道的出料口(13)连通；

循环泵(3)，所述循环泵(3)分别与所述第二壳体(21)的出液口(23)和所述换热管道的进料口(12)连通，用以将所述第二壳体(21)内的液体抽取并输送至所述换热管道中。

2.根据权利要求1所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述进液导管(22)包括主管(221)和多个支管(222)，所述主管(221)与所述换热管道的出料口(13)连通，每个所述支管(222)与所述第二壳体(21)相切，且每个所述支管(222)均与所述第二壳体(21)的内腔连通。

3.根据权利要求1所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述第二壳体(21)内设置有用于过滤液体的筛网板(25)，所述筛网板(25)设置于所述进液导管(22)背离所述排料口(24)的一侧，所述筛网板(25)所在平面与所述第二壳体(21)的轴线垂直。

4.根据权利要求3所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述筛网板(25)上设置有多个开孔，所述开孔的直径范围为大于或等于200目且小于或等于150目。

5.根据权利要求1至4任一项所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述第二壳体(21)内远离所述排料口(24)的一端设置有用于加热所述第二壳体(21)内的液体的加热组件(26)。

6.根据权利要求5所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述加热组件(26)包括转动部件和包覆在所述转动部件外表面的加热部件。

7.根据权利要求6所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述转动部件包括转轴(261)和设置在所述转轴(261)外周的搅拌部件(262)，所述加热部件包括包覆在所述转轴(261)外表面的第一加热管道(263)以及包覆在所述搅拌部件(262)外表面的第二加热管道(264)，所述第一加热管道(263)和所述第二加热管道(264)连通。

8.根据权利要求7所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述第一加热管道(263)包括沿所述转轴(261)的周向方向排布设置的进液管道(263a)和出液管道(263b)，所述进液管道(263a)和所述出液管道(263b)在所述第二壳体(21)远离所述排料口(24)的一端均形成有开口(27)，所述进液管道(263a)靠近所述排料口(24)的一端和所述出液管道(263b)连通。

9.根据权利要求1所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述进料口(12)包括第一进料口(121)和第二进料口(122)，所述第一进料口(121)与所述循环泵(3)连通。

10.根据权利要求1所述的熔融结晶装置，其特征在于，所述第一壳体(11)上设置有冷却介质进口(14)和冷却介质出口(15)。

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