CN217961363U

CN217961363U - 一种冷却结晶器

Info

Publication number: CN217961363U
Application number: CN202221780163.2U
Authority: CN
Inventors: 韦异勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2032-07-11

Abstract

本实用新型提供了一种冷却结晶器，包括壳体，所述壳体包括处于其下部的溶液贮存区、处于其中部的冷却循环区和处于其上部的液位维持区，所述溶液贮存区上连接有一排液管；所述冷却循环区包括一冷却循环器，所述冷却循环器通过一循环通道和溶液贮存区相连通，所述冷却循环器包括溶液入口和溶液出口，所述溶液入口和循环通道相连通，所述溶液出口和溶液贮存区相连通，所述冷却循环器还和一冷媒进入管以及一冷媒排出管相连接；减速电机，所述减速电机安装在壳体上，所述减速电机和一搅拌轴固定连接，所述搅拌轴的搅拌叶处于溶液贮存区或者冷却循环区。该冷却结晶器通过对黑钛液不断的在冷却循环区中进行循环冷却，实现了结晶效率高，结晶成本低的效果，同时，冷媒与溶液的换热充分，结晶出的晶体颗粒度好。

Description

一种冷却结晶器

技术领域

本实用新型涉及溶液冷却结晶领域，特别涉及一种冷却结晶器。

背景技术

硫酸法钛白粉生产过程中，使用硫酸对钛铁矿或者高钛渣进行酸解，所得酸解液再进行一系列后处理，即得到主要含有硫酸氧钛、硫酸亚铁以及硫酸的黑钛液。黑钛液中的硫酸亚铁作为一种可溶性杂质需要部分去除，其除去方法通常是利用硫酸亚铁的溶解度受温度影响比较大的特性，将黑钛液降温，使硫酸亚铁以七水合硫酸亚铁结晶的形式析出并得到分离。对此，行业内普遍采用冷却结晶工艺。

冷却结晶是用冷媒通过换热器与黑钛液进行热交换降温，使硫酸亚铁晶体析出。目前，黑钛液现在使用的冷却结晶器最主要是带盘管冷却的结晶器，即在一带搅拌的壳体容器内固定一盘管，盘管内走冷媒(一般为低温水)，冷却壳体内的黑钛液，从而使得黑钛液降温，使得晶体析出，这种结晶方式盘管外面亚铁晶体结构很快，只能间歇批次生产，每批次均要清洗盘管外面的亚铁晶体结构，无法提高单位体积的结晶产能差；还有一种改善的冷却结晶方法，由结晶器，外置换热器，循环泵组成，一定程度上弥补了上述间歇冷却的缺点，但该方法占地大，能耗高。

另外，除了对黑钛液进行冷却结晶外，对其他需要进行冷却结晶的液体，均存在上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种冷却结晶器，结构简单，体积小，解决了现有技术中的结晶器在黑钛液结晶的时候结晶效率低，结晶成本高的问题，同时，结晶出的晶体颗粒度好。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种冷却结晶器，包括壳体，所述壳体包括处于其下部的溶液贮存区、处于其中部的冷却循环区和处于其上部的液位维持区，

所述溶液贮存区上连接有一排液管；

所述冷却循环区包括一冷却循环器，所述冷却循环器通过一循环通道和溶液贮存区相连通，所述冷却循环器包括溶液入口和溶液出口，所述溶液入口和循环通道相连通，所述溶液出口和溶液贮存区相连通，所述冷却循环器还和一冷媒进入管以及一冷媒排出管相连接；

减速电机，所述减速电机安装在壳体上，所述减速电机和一搅拌轴固定连接，所述搅拌轴的搅拌叶处于溶液贮存区或者冷却循环区。

进一步的，所述冷却循环器包括固定在壳体中的上环形板和下环形板，所述上环形板和下环形板之间固定有导流筒，所述上环形板和下环形板中固定有若干换热管，所述壳体在上环形板和下环形板之间连接有所述冷媒进入管和冷媒排出管，所述换热管的入口构成溶液入口，所述换热管的出口构成溶液出口，所述导流筒的空间构成所述循环通道。

进一步的，所述溶液贮存区还连接有一进液管。

进一步的，所述换热管竖直布设在冷却循环器中，且换热管两端通过焊接方式固定在上环形板和下环形板上。

进一步的，所述搅拌叶采用推进式搅拌叶，所述搅拌叶处于冷却循环区的循环通道中

进一步的，所述冷媒进入管连接在冷却循环器下部区域的一侧，所述冷媒排出管连接在冷却循环器上部区域的一侧。

进一步的，在液位维持区侧面还连接有一溢流管。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、该冷却结晶器通过对黑钛液不断的在冷却循环区中进行循环，能够快速降低其温度，实现了结晶效率高，结晶成本低的效果，同时，冷媒与溶液的换热充分，结晶出的晶体颗粒度好；

2、冷却循环器通过上环形板和下环形板构成主体，在其间安装若干换热管，如此换热管的开口即可有若干，换热管的出口也有若干，通入的溶液量大，单位时间内的产能更大；

3、搅拌叶采用推进式搅拌叶，能够使得黑钛液在更加快速的在溶液贮存区和冷却循环区中进行循环，能够使得溶液达到更好的结晶效果，减速电机位于壳体下方，能够使得搅拌轴长度较短，所以运行时的稳定性高，

附图说明

图1为本实用新型本实用新型壳体切除部分后的结构示意图；

图2为本实用新型的冷却循环器的结构示意图；

图3为本实用新型的搅拌叶和循环通道的连接图；

图4为本实用新型的立体图。

图中：1、壳体；2、溶液入口；3、溶液出口；4、冷媒排出管；5、冷媒进入管；6、液位维持区；7、减速电机；8、导流筒；9、循环通道；10、上环形板；11、换热管；12、下环形板；13、搅拌叶；14、溢流管；15、搅拌轴；16、溶液贮存区；17、冷却循环区。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提出了一种冷却结晶器，包括，

壳体1，所述壳体1包括处于其下部的溶液贮存区16、处于其中部的冷却循环区17和处于其上部的液位维持区，通过溶液贮存区16能够使得待结晶的溶液暂时存放在该贮存区内，同时，通过冷却循环区17使得溶液贮存区16内的溶液不断进入到其中进行冷却循环，使其和冷却循环区17内的冷媒进行热量交换，从而使其温度得到快速降低，利于晶体的析出；

所述溶液贮存区16上连接有一排液管；将溶液贮存区16设置在壳体1的底部区域，同时其上连接有排液管，在溶液冷却析出晶体之后，能够快速的将溶液排出；

所述冷却循环区包括一冷却循环器，所述冷却循环器通过一循环通道9和溶液贮存区 16相连通，所述冷却循环器包括溶液入口2和溶液出口3，所述溶液入口2和循环通道9相连通，所述溶液出口3和溶液贮存区16相连通，所述冷却循环器还和一冷媒进入管5 以及一冷媒排出管4相连接；具体的，溶液在冷却的时候，一直在溶液贮存区16和冷却循环器之间进行循环，使其温度得到不断的降低，二者是通过一循环通道9进行连接的，另外冷却循环器中的冷媒可以是冷却水或者其他冷却液体，如果采用冷却水，其温度需保持在7-17°之间，从而实现较好的冷却效果；

所述液位维持区位于冷却循环区17上方；液位维持区使得从循环通道9溢出的溶液先进入到液位维持区，随即被液位维持区的壳体1阻挡，最后直接进入到冷却循环器之中，另外，由于在液位维持区侧面设置有一溢流管14，在通入溶液的时候，如果溶液超过溢流管14，将从溢流管14直接流出，避免结晶的时候，溶液在搅拌的时候，从壳体1顶部溢出。

减速电机7，所述减速电机7安装在壳体1上，所述减速电机7和一搅拌轴15固定连接，所述搅拌轴15的搅拌叶13处于溶液进液区或者冷却循环区17。通过减速电机7带动搅拌轴15转动，从而使得搅拌叶13旋转，搅拌叶13在旋转的时候，将溶液不断的推进到循环通道9中，然后溶液从循环通道9中进入到冷却循环器的溶液入口2，最后从溶液出口3出来，在这个期间，溶液不断的和冷媒进行换热，从而使得黑钛液的温度得到不断的降低到16-22℃，使得其中的晶体析出。

本实用新型在使用的过程中，以析出黑钛液中的硫酸亚铁晶体为例，先将黑钛液注入到壳体1之中，注入的高度需要注满溶液贮存区16和冷却循环区17，并处于液位维持区之中，高于冷却循环器的溶液入口2的高度，随后在冷媒进入管5中通入冷媒，使得冷媒充满在冷却循环器之中，同时通过冷媒排出管4排出，与此同时，启动减速电机7，减速电机7的搅拌轴15带动搅拌叶13旋转的时候，将会驱动溶液从溶液贮存区16中进入到循环通道9中，然后从循环通道9中进入到溶液入口2，最后从溶液入口2排出再次进入到溶液贮存区16，在不断的往复循环中，使得黑钛液的温度快速下降，其中黑钛液中的硫酸亚铁晶体不断的沉积在壳体1底部，当溶液的温度下降到最佳析出温度的时候，将黑钛液从排液管排出，最后在后续工序中将结晶的硫酸亚铁晶体过滤出即可。

进一步的，所述减速电机7位于壳体1下方。这种方式相对于将减速电机安装在壳体顶部的结构，能够使得搅拌轴长度较短，所以运行时的稳定性高，且壳体顶部无需密封，便于操作者能够更加全面彻底的观察壳内的情况(譬如在壳体上方安装一监控摄像头)，判断其是否需要进行清理或者运行是否正常(如怀疑冷却循环器有泄露，可以先通入冷媒，观察其是否溢出)，且搅拌轴上的搅拌叶能够处于循环通道的下部，更加靠近壳体底部，在出料的时候，由于搅拌叶的充分搅拌作用，更加不容易发生堵塞，另外，该冷却结晶器在使用的时候，一般是安装在一大型的支架上，同时确保支架底部有足够的空间容纳减速电机。

进一步的，所述冷却循环器包括固定在壳体1中的上环形板10和下环形板12，所述上环形板和下环形板之间固定有导流筒8，所述上环形板10和下环形板中固定有若干换热管11，所述壳体1在上环形板和下环形板之间连接有所述冷媒进入管5和冷媒排出管4，所述换热管11的入口构成溶液入口2，所述换热管11的出口构成溶液出口3，所述导流筒 8的空间构成所述循环通道9。具体的，冷却循环器通过上环形板10和下环形板12构成主体，在其间安装若干换热管11，如此换热管11的开口即可有若干，换热管11的出口也有若干，通入的溶液量大，同时，换热管11外部的冷媒和换热管11充分接触，使冷媒和换热管11之间充分的换热，而上环形板10和下环形板12之间的导流筒8即构成了循环通道9，使得溶液不断的从换热管11中进入，达到快速冷却溶液的目的。另外，上环形板和下环形板的内边还可以为其他形状，比如其八边形，正方形等，均能达到同样的效果。

进一步的，所述溶液贮存区16还固定有一进液管。本实用新型中，溶液可以从壳体1 顶部的开口处倒入，但是更好的方式，是直接在溶液贮存区16连接有一进液管，该进液管是固定的，更加便于溶液稳定的输送进入到壳体1中。

进一步的，所述换热管11竖直布设在冷却循环器中，且换热管11两端通过焊接方式固定在上环形板和下环形板上。具体的，换热管11是竖直布设在冷却循环器中，并通过焊接的方式进行连接在上环形板和下环形板中，确保密封性更好，不会产生泄漏，当然，也可以采用倾斜的方式，但是安装较为麻烦。

进一步的，所述搅拌叶13处于循环通道9中。为了达到更好的循环效果，可以将搅拌叶13设置在循环通道9中，如果采用普通的搅拌叶也能够实现搅拌循环的效果，但是为了循环效果更好，搅拌叶13可以采用推进式搅拌叶13(例如品牌为亿德利的三叶推进式搅拌叶)。

进一步的，所述冷媒进入管5连接在冷却循环器下部区域的一侧，所述冷媒排出管4 连接在冷却循环器上部区域的一侧。具体的，本实用新型的冷媒进入管5安装在冷却循环器下部的一侧，冷媒排出管4安装其上部的一侧，如此，能够保证冷媒在冷却循环器中行经较长的距离，充分的对降低溶液的温度。

本实用新型还可以在溶液贮存区16的壳体1外部连接一温度计(未图示)，便于时刻监测待结晶溶液的温度。

需要注意的是，本实用新型不仅可以用来作为在黑钛液中析出晶体，还可以在其他需要析出晶体的溶液中使用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种冷却结晶器，其特征在于，包括，

壳体，所述壳体包括处于其下部的溶液贮存区、处于其中部的冷却循环区和处于其上部的液位维持区，

所述溶液贮存区上连接有一排液管；

2.如权利要求1所述的一种冷却结晶器，其特征在于，所述冷却循环器包括固定在壳体中的上环形板和下环形板，所述上环形板和下环形板之间固定有导流筒，所述上环形板和下环形板中固定有若干换热管，所述壳体在上环形板和下环形板之间连接有所述冷媒进入管和冷媒排出管，所述换热管的入口构成溶液入口，所述换热管的出口构成溶液出口，所述导流筒的空间构成所述循环通道。

3.如权利要求2所述的一种冷却结晶器，其特征在于，所述溶液贮存区还连接有一进液管。

4.如权利要求3所述的一种冷却结晶器，其特征在于，所述换热管竖直布设在冷却循环器中，且换热管两端通过焊接方式固定在上环形板和下环形板上。

5.如权利要求4所述的一种冷却结晶器，其特征在于，所述搅拌叶采用推进式搅拌叶，所述搅拌叶处于冷却循环区的循环通道中。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种冷却结晶器，其特征在于，所述冷媒进入管连接在冷却循环器下部区域的一侧，所述冷媒排出管连接在冷却循环器上部区域的一侧。

7.如权利要求6所述的一种冷却结晶器，其特征在于，在液位维持区侧面还连接有一溢流管。