外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種外循環(huán)冷卻結晶工藝設備，特別涉及一種用空氣為冷卻介質和翅片管換熱器的冷卻結晶工藝設備；它主要由結晶器(1)、循環(huán)泵(2)、翅片管換熱器(3)、鼓風機(4)、循環(huán)管(5)、閥門(6)組成；它是將結晶器(1)內溶液通過循環(huán)泵(2)的抽送以一定流速不斷循環(huán)通過翅片管換熱器(3)的管程后返回結晶器(1)內，同時鼓風機(4)將空氣鼓入通過翅片管換熱器(3)殼程內，空氣與溶液兩種流體通過翅片管間壁換熱，空氣吸收熱量溫度升高排出翅片管換熱器(3)，溶液放出熱量溫度降低返回結晶器(1)內冷卻結晶析出晶體。本發(fā)明不需要使用冷卻水，操作方便，結晶效果好，大幅度降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備
1、【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種冷卻結晶工藝設備，特別涉及一種用空氣為冷卻介質和翅片管換熱器的冷卻結晶工藝設備。
2、技術背景
[0002]目前，化工生產(chǎn)中采用間壁換熱的冷卻結晶工藝設備有很多，最典型的為夾套冷卻結晶器與蛇管冷卻結晶器，它們是將冷卻水通入夾套或蛇管通過間壁換熱，使溶液冷卻結晶，這種間壁冷卻結晶工藝設備最大缺點是需消耗大量冷卻水，而且換熱面的對流擴散受到限制，導致?lián)Q熱面易結垢，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。
[0003]中國實用新型專利200920274070.0提供了一種以空氣為冷卻劑的空氣冷卻結晶塔，它使用空氣與熱溶液直接混和換熱實現(xiàn)冷卻結晶，生產(chǎn)能力大，節(jié)能顯著，但由于直接使用空氣與溶液混和換熱，空氣中雜質進入溶液中影響產(chǎn)品質量，而且空氣易夾帶溶液造成產(chǎn)品溶液浪費損失。
[0004]3、發(fā)明目的
[0005]為了克服上述間壁冷卻結晶器與空氣冷卻結晶塔的不足，本發(fā)明提供了一種以空氣為冷卻劑，通過翅片管換熱器進行間壁換熱的外循環(huán)冷卻結晶工藝設備，它不需要使用冷卻水，而且空氣也不會污染溶液與產(chǎn)品，冷卻結晶效果好，操作方便。
4、
【發(fā)明內容】

[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用一種外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，本發(fā)明主要內容與技術特征是:
[0007]外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備主要由結晶器(I)、循環(huán)泵(2)、翅片管換熱器(3)、鼓風機(4)、循環(huán)管(5)、閥門(6)等組成。
[0008]外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備的工藝過程是:結晶器(I)中溶液通過循環(huán)泵(2)抽送以一定流速不斷循環(huán)通過翅片管換熱器(3)的管程內，再返回結晶器(I)內；同時，鼓風機(4)將空氣鼓入通過翅片管換熱器(3)殼程內，空氣與溶液兩種流體通過翅片管間壁換熱，空氣吸收熱量溫度升高排出翅片管換熱器(3)，溶液放出熱量溫度降低返回結晶器(I)，溶液在冷卻過程中結晶析出晶體并在結晶器(I)中不斷長大。
[0009]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:控制溶液在翅片管內流速為1-3.5m/s,控制通入空氣在翅片管外流速為2-5m/s,使溶液在管內形成瑞流,一方面,溶液對管內壁面有較強的沖刷作用，從而防止污垢的沉積及結晶吸附，另一方面強化傳熱效果，有效提聞?chuàng)Q熱效率。
[0010]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:結晶器(I)由放料管(1-1)、錐體下封頭(1-2)、簡體(1-3)、耳座(1-4)、進液管(1-5)、橢圓形上封頭(1_6)、人孔(1-7)、循環(huán)進液管(1-8)、導流筒(1-9)、循環(huán)出液管(1-10)組成；耳座(1-4)沿圓周均勻布置；放料管(1-1)設在錐體下封頭(1-2)最底部，簡體(1-3)上部設置進液管(1-5)，中部設置循環(huán)進液管(1-10)，循環(huán)進液管(1-8)直接伸入液面以下。
[0011]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:所采用的換熱器為翅片管換熱器(3)，其換熱管的表面設置有翅片，增大了換熱管的外表面積，從而增加了空氣側的換熱能力，使空氣側與溶液側換熱能力匹配，提高換熱效果。
[0012]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:翅片管換熱器(3)由天圓地方進風管(3-1)、殼程連接法蘭(3-2)、出液管(3-3)、殼程管板(3-4)、殼程鋼板(3_5)、天圓地方排風管(3-6)、翅片管(3-7)、連接各翅片管的180°彎頭(3-8)、進液管(3_9)。翅片管換熱器(3)管程為多程，每一支管為一管程，這樣，保證溶液在管內流速均勻，殼程數(shù)為一。翅片管(3-7)沿水平方向設置，橫向可設置一排成數(shù)排，豎向可設置一排成數(shù)排。
[0013]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:鼓風機(4)為軸流風機或離心風機，它直接與翅片管換熱器進風管(3-1)相連，向翅片管換熱器殼程(3)鼓入空氣，熱空氣通過排風管(3-6)排出，冬天可將熱空氣送入車間采暖，夏天可作為干燥機等需要使用熱空氣的設備使用。
[0014]本發(fā)明外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:由于結晶器⑴內的溶液通過循環(huán)泵(2)循環(huán)送入翅片管換熱器(3)冷卻并返回結晶器(I)內，溶液在結晶器(I)內導流筒(1-9)內外呈上下均勻循環(huán)流動，溶液在結晶器(I)內對流擴散與結晶散熱快，溶液各處過飽和度基本趨于一致，產(chǎn)品結晶好。
[0015]本發(fā)明既可以應用于溶液冷卻結晶，也可以應用于溶液冷卻降溫，還可以用于溶液冷卻結晶與車間米暖等。
[0016]5、發(fā)明特點
[0017]本發(fā)明與間壁冷卻結晶及空氣直接冷卻結晶工藝相比，具有以下優(yōu)點:
[0018](I)本發(fā)明使用空氣為冷卻介質，取之不盡，用之不竭，避免了間壁冷卻結晶需要消耗大量冷卻水，大幅度降低了能耗與成本。
[0019](2)本發(fā)明由于空氣不直接接觸溶液，使溶液在冷卻結晶過程中，不受空氣中雜質污染，也不會發(fā)生空氣夾帶損失料液現(xiàn)象，它比空氣直接冷卻結晶工藝更清潔環(huán)保。
[0020](3)本發(fā)明溶液在管內流速為1-3.5m/s，對管壁自身沖刷作用強，它可有效地防止污垢沉積與結晶吸附，既提高了傳熱效果，又避免了經(jīng)常清洗，降低了運行成本。
[0021](4)本發(fā)明采用循環(huán)外冷卻結晶，使溶液在結晶器內大循環(huán)流動，溶液在結晶器內能快速對流擴散與結晶散熱，各處溶液飽和度趨于一致，有利于使結晶在介穩(wěn)區(qū)內穩(wěn)步生長至要求的粒度。
[0022](5)本發(fā)明采用翅片管換熱器，通過在換熱管表面增設翅片增加了換熱面積，從而大大提高了換熱效率。
[0023](6)本發(fā)明冷卻結晶過程中，產(chǎn)生的熱空氣可以作為生產(chǎn)車間設備使用或生產(chǎn)車間米暖。
6、【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備流程示意圖。
[0025]圖2為結晶器結構示意圖。
[0026]圖3為翅片管換熱器結構示意圖。[0027]圖4為圖3A-A剖面圖。
7、【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，本發(fā)明公開一種外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，它主要由結晶器
(1)、循環(huán)泵(2)、翅片管換熱器(3)、鼓風機(4)、循環(huán)管(5)與閥門(6)組成。
[0029]外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備的工藝過程是:將結晶器(I)內溶液通過循環(huán)泵
(2)抽送以1-3.5m/s速度不斷循環(huán)流經(jīng)翅片管換熱器(3)的翅片管內，再返回結晶器(I)內；同時鼓風機(4)將空氣以2-5m/s流速通過翅片管換熱器(3)殼程內，空氣與溶液兩種流體通過翅片管間壁換熱，空氣吸收熱量溫度升高排出翅片管換熱器(3)，溶液放出熱量溫度降低返回結晶器(I)中冷卻結晶。
[0030]如圖2所示，結晶器(I)由放料管(1-1)、錐體下封頭(1-2)、簡體(1-3)、耳座(1-4)、進液管(1-5)、橢圓形上封頭(1-6)、人孔(1-7)、循環(huán)進液管(1-8)、導流筒(1_9)、循環(huán)出液管(1-10)組成；耳座(1-4)沿圓周均勻布置；放料管(1-1)設在錐體下封頭(1-2)最底部，簡體(1-3)上部設置進液管(1-5)，中部設置循環(huán)出液管(1-10)，循環(huán)進液管(1-8)直接伸入液面以下。
[0031]如圖3與圖4所示，翅片管換熱器(3)由天圓地方進風管(3-1)、殼程連接法蘭(3-2)、出液管(3-3)、殼程管板(3-4)、殼程鋼板(3-5)、天圓地方排風管(3_6)、翅片管(3-7)，連接各翅片管的180°彎頭(3-8)、進液管(3-9)組成。
[0032]鼓風機(4)選用軸流風機或離心風機，它直接與翅片管換熱器進風管(3-1)相連；向翅片管換熱器殼程(3)鼓入空氣,熱空氣通過排風管(3-6)排出。
【權利要求】
1.一種外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其技術特征是:外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備主要由結晶器(I)、循環(huán)泵(2)、翅片管換熱器(3)、鼓風機(4)、循環(huán)管(5)、閥門(6)等組成；外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備工藝過程是:結晶器(I)中溶液在循環(huán)泵(2)作用下，以1-3.5m/s流速循環(huán)通過翅片管換熱器(3)的管程內后返回結晶器(I)內，同時，鼓風機(4)將空氣鼓入翅片管換熱器(3)殼程內以2-5m/s流速通過，空氣與溶液兩種流體通過翅片管間壁換熱，空氣吸收熱量后溫度升高排出翅片管換熱器(3)，溶液放出熱量溫度降低返回結晶器(I)，溶液在冷卻過程中結晶析出晶體并在結晶器(I)中不斷長大。
2.根椐權利要求1所述的外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其特征在于:所述結晶器(I)由放料管(1-1)、錐體下封頭(1-2)、簡體(1-3)、耳座(1-4)、進液管(1-5)、橢圓形上封頭(1-6)、人孔(1-7)、循環(huán)進液管(1-8)、導流筒(1-9)、循環(huán)出液管(1-10)組成；耳座(1_4)沿圓周均勻布置，放料管(1-1)設在錐體下封頭(1-2)最底部，簡體(1-3)上部設置進液管(1-5)，中部設置循環(huán)出液管(1-10)，循環(huán)進液管(1-8)直接伸入液面以下。
3.根椐權利要求1所述的外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其特征在于:所述翅片管換熱器(3)由進風管(3-1)、殼程連接法蘭(3-2)、出液管(3-3)、殼程管板(3-4)、殼程鋼板(3-5)、排風管(3-6)、翅片管(3-7)，180°彎頭(3_8)、進液管(3_9)組成；翅片管(3_7)的換熱管表面設置有翅片，增大了換熱管的外表面積，提高換熱效果；翅片管換熱器(3)管程為多程，每一支管為一管程，殼程數(shù)為一，翅片管(3-7)沿水平方向設置，橫向可設置一排成數(shù)排，豎向可設置一排成數(shù)排。
4.根椐權利要求1所述的外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其特征在于:所述鼓風機(4)為軸流風機或離心風機，它直接與翅片管換熱器進風管(3-1)相連，向翅片管換熱器殼程(3)鼓入空氣，熱空氣通過排風管(3-6)排出。
5.根椐權利要求1所述的外循環(huán)空氣冷卻結晶工藝設備，其特征在于:結晶器(I)內的溶液通過循環(huán)泵(2)循環(huán)送入翅片管換熱器(3)冷卻并返回結晶器(I)內，溶液在結晶器(I)內導流筒(1-9)內外呈上下均勻循環(huán)流動，溶液在結晶器(I)內對流擴散與結晶散熱快，溶液各處過飽和度基本趨于一致，產(chǎn)品結晶好。
【文檔編號】B01D9/02GK104028002SQ201410310872
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】張罡 申請人:岳陽市鉀鹽科學研究所