通風冷卻結晶塔制造技術

本實用新型專利技術提供一種通風冷卻結晶塔，它采用空氣為冷卻劑，通過空氣與溶液直接混合接觸換熱使溶液冷卻結晶，它由塔設備、風機設備及循環泵設備組成；塔設備內設置有除霧器、布液器、填料層，導流錐體與導流筒體；除霧器作用是除去空氣夾帶的液滴，減少物料損失與保護環境；布液器采用螺旋噴嘴，布液效果好，不易堵塞，填料層作用是提高空氣與溶液接觸面積，提高冷卻效果；導流錐體與導流筒體作用是改善結晶效果及防止結晶板結；本實用新型專利技術通風冷卻結晶塔顯著提高了冷卻結晶效果，顯著降低能耗，且具有生產能力大、環保無污染、操作簡單等特點。

Ventilated cooling crystal tower

The utility model provides a ventilation cooling tower, it uses air as coolant through the air and direct contact heat transfer solution mixed solution cooling crystallization, which is composed of tower equipment, wind turbines and pump equipment; the tower equipment is arranged in the demister, liquid distributor, filling layer, guide cone with the guide tube; the mist eliminator is removing the drops of air entrainment, reduce material loss and protect the environment; liquid distributor with spiral nozzle, liquid distribution effect is good, not easy to be blocked, the filler layer effect is to raise the air and the solution of the contact area, improve the cooling effect; guide cone and the guide cylinder body is to improve the crystallization effect and prevent crystallization of compaction; the utility model relates to a ventilation cooling crystallization tower significantly improves the cooling crystallization effect, reduce energy consumption, and has a large production capacity, no environmental pollution, simple operation etc. Characteristic\u3002

【技術實現步驟摘要】
通風冷卻結晶塔
本技術屬于一種冷卻結晶設備，特別涉及一種利用空氣為冷卻媒介的冷卻結晶設備。
技術介紹
冷卻結晶設備是一個重要的化工單元設備，它是將溶液冷卻降低溫度，使溶液中溶質達到過飽和條件，溶液中的溶質分子或離子在其空間晶格的節點上有規律的排列，形成固相晶體。現代化工生產中，許多化合物都是采用冷卻結晶方法制造獲得，目前，國內傳統的冷卻結晶設備主要有間壁冷卻結晶設備與真空冷卻結晶設備。間壁冷卻結晶設備根據傳熱面可分為夾套冷卻結晶設備、管式冷卻結晶設備、板式冷卻結晶設備，間壁冷卻結晶設備是將冷水通入夾套或管式換熱器或板式換熱器內，通過間壁換熱使溶液冷卻結晶，這種設備最大缺點是無論采用何種類型傳熱面，都會不同程度產生傳熱面吸附晶體而產生結垢現象，影響傳熱效果，傳熱系數低，一般為100w/㎡·℃以下，致使設備生產能力低下，另外，還需消耗大量冷卻水。真空冷卻結晶設備通常采用蒸汽噴射泵抽真空，使密閉容器內溶液壓力降低，溶液沸點也降低，溶液在低壓狀態下蒸發水分，蒸發的水分在吸收溶液自身熱量的同時，使溶液內能減少，從而使溶液冷卻結晶析出晶體，真空結晶設備需要消耗大量蒸汽和冷卻水，冷卻結晶成本較高。由于間壁冷卻結晶設備與真空冷卻結晶設備存在上述缺點與不足，本專利技術人張罡提供了一種中國技術專利200920274070.0“空氣冷卻結晶塔”，它選用空氣為冷卻劑，使用空氣與熱溶液直接混和換熱實現冷卻結晶，空氣冷卻結晶塔具有生產能力大，生產成本低，操作方便等特點，是我國典型節能降耗的新型冷卻結晶設備。通過多年應用實踐，中國技術專利200920274070.0“空氣冷卻結晶塔”還存在一些缺點與不足：一是布液不均勻，氣液混合接觸不充分，制約了換熱效果，影響了生產能力；二是結晶料液在底部沉積板結，影響生產操作；三是空氣夾帶液滴排出，造成物料損失嚴重，且污染大氣環境，四是引風機受濕熱空氣腐蝕嚴重。為了克服空氣冷卻結晶塔缺點與不足，本技術進行了創造性改進，提供了一種通風冷卻結晶塔。
技術實現思路
本技術提供一種通風冷卻結晶塔，通風冷卻結晶塔是選用空氣為冷卻劑，使空氣與溶液直接接觸混合換熱從而使溶液冷卻，通風冷卻結晶塔由塔設備、風機設備及循環泵設備組成。通風冷卻結晶塔的塔設備由裙座、錐筒體、塔筒體、排氣錐筒體、排氣筒體組成；塔筒體上設置2個人孔，用于檢修設備；塔筒體上設置進液管、循環出液管、循環進液管、觀察視鏡、進風管；錐筒體底部設置排料管，用于排出料液，錐筒體側邊設置溫度計；塔設備內部設置除霧器、布液器、填料層，導流錐體與導流筒，布液器設置若干規則布置的螺旋噴嘴，螺旋噴嘴材料選用聚四氟乙烯。通風冷卻結晶塔的風機設備由鼓風機、連接風管組成，連接風管用于連接鼓風機與塔設備進風管，風機設備作用是將空氣鼓入塔設備內，鼓風機選用軸流風機或離心風機。通風冷卻結晶塔的循環泵設備由循環泵、進口閥門、進口管、出口閥門、出口管組成，循環泵設備作用是將塔設備中溶液抽送至塔設備上部布液器布液，并使塔設備溶液循環流動。塔設備設置布液器，布液器設置若干規則布置的螺旋噴嘴。螺旋噴嘴是一種典型的撞擊式分散噴霧，噴嘴內部沒有結構，是一個暢通的通道，液流是通過撞擊螺旋的分層界面，從而分層噴淋，液體或料漿通過與連續變小的螺旋面相切和碰撞后，變成微小的液滴噴出而形成霧狀，螺旋噴嘴霧化效果好，布液范圍大，且防堵性強，選用聚四氟乙烯材料制造的螺旋噴嘴效果更好。塔設備設置填料層，它底部裝有填料支承板，填料以亂推或整砌的方式放置在支承板上，填料上方安裝填料壓板；填料選用鮑爾環填料或階梯環填料，填料材質選用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是固體材料中摩擦系數最低，表面張力最小的材料，不粘附任何物質，這對防止冷卻結晶過程產生結壁堵塞極為有利。塔設備設置除霧器，除霧器主要作用是分離空氣夾帶的液滴，減少損失，保護環境，除霧器可以采用折流板式除霧器，當夾帶液滴的空氣流經除霧器斷面時，由于空氣流動方向在除霧器流道中不斷發生偏折，液滴在慣性力作用下撞擊在除霧器表面并被粘附于板片壁面上形成薄液膜，在板片下端形成較大液滴滴落下去，從而達到除霧目的。除霧器液也可以采用絲網除霧器。塔設備設置導流錐體與導流筒，主要作用加快溶液對流擴散，析出高質量結晶產品，防止結晶沉積板結。晶體的生長有以下3個步驟：一是溶液主體的溶質傳遞主要靠對流，但在靠近晶體表面有一靜止液層，稱為境界膜，待結晶的溶質只能借擴散穿過境界膜時，才能到達晶體表面，這是一個擴散傳質過程。二是到達晶體表面的溶質在適當的晶格位置長入晶面，使晶體增大，同時放出結晶熱，這是一個表面反應過程，溶液過飽和度過大時，成核和長大速率過快，結晶熱必須以很快的方式放出，以適應快速成核和迅速長大的需要，因為比表面越大，放熱越快，這樣，就容易形成比表面大的片狀、針狀結晶或樹枝狀晶簇；三是放出來的結晶熱借熱傳導方式傳到溶液中。為了控制溶液過飽和度，設置導流錐體與導流筒，加快溶液對流擴散，使溶液在介穩區內穩步生長至要求的粒度，結晶析出高質結晶產品。通風冷卻結晶塔具體工作原理與工作過程是：循環泵設備將塔設備中溶液抽送到上部布液器中，通過布液器噴嘴向下噴淋，噴射的液體通常呈液滴狀或霧狀；同時，風機設備將空氣鼓入塔設備內由下而上流動；在布液器下面設置適當高度的填料層，以增加空氣與溶液兩種流體間的接觸表面，提高傳質傳熱效果。溶液由上部布液器的噴嘴噴在填料層上，沿填料層表面下降流動，空氣則由下部通過填料層空隙逆流而上，與溶液密切接觸從而進行傳質傳熱，在正常操作情況下，空氣為連續氣相，溶液為分散液相；空氣與溶液接觸冷卻途徑主要有兩條：一是利用溶液與空氣之間溫度之差通過熱傳導冷卻；二是空氣吸收水份使溶液中水分蒸發，蒸發的水分吸收溶液自身熱量的同時，溶液內能減少，從而使溶液冷卻，其中塔設備冷卻主要是通過蒸發溶液中的水分來實現。空氣與溶液混和接觸的過程中，向上流動的空氣易夾帶液滴，液滴中不僅含有水分，它還含有結晶物質，所以在布液器上部設置除霧器，除霧器主要作用是分離空氣夾帶液滴，減少物料損失，保護環境。本技術和間壁冷卻設備與真空冷卻結晶設備相比，具有顯著優勢：一是使用空氣為冷卻劑，不需要使用冷卻水和噴射蒸氣；二是設備結構緊湊；三是生產效率高；四是能耗低。本技術通風冷卻結晶塔與中國技術200920274070.0空氣冷卻結晶塔相比，具有顯著進步與優點。第一，布液器噴嘴選用螺旋噴嘴，噴淋范圍廣，布液更均勻，不易堵塞。第二，在塔設備設置填料層，大幅度增加了空氣與溶液接觸表面積，顯著提高了傳熱效果，提高了生產能力，而且不易發生堵塞。第三，在塔設備設置除霧器，除去了空氣中夾帶液滴，減少物料損失，保護了環境。第四，塔設備外設置鼓風機，鼓風機工作環境溫度降低，且不接觸濕熱空氣，鼓風機腐蝕顯著減輕，使用壽命延長，同時也方便維修維護。第五，通風冷卻結晶塔底部采用錐筒體結構，且內部設置導流錐體與導流筒，在循環泵作用下料液在設備內大循環流動，使各處溶液過飽和度趨于一致，產品結晶質量好，不會發生底部沉積晶體及晶體板結現象。附圖說明圖1為通風冷卻結晶塔示意圖。圖1中，1、塔設備，1-1、裙座，1-2、錐筒體，1-3、塔筒體，1-4、導流筒，1-5、導流錐體，1-6、人孔；1-7、進風管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通風冷卻結晶塔，其技術特征是：第一，通風冷卻結晶塔由塔設備（1）、風機設備（2）及循環泵設備（3）組成；第二，塔設備（1）包括裙座（1?1）、錐筒體（1?2）、塔筒體（1?3）、排氣錐體（1?13）、排氣筒體(1?14)；塔筒體(1?3)上設置有人孔(1?6)、進風管(1?7)、進液管(1?8)、循環進液管(1?15)、循環出液管(1?18)、觀察視鏡(1?16)，錐筒體(1?2)上設置有溫度計(1?19)、排料管(1?20)；塔設備(1)內設置有導流筒(1?4)、導流錐體(1?5)、填料層(1?9)、布液器(1?10)、噴嘴(1?11)、除霧器(1?12)，塔設備(1)內裝有溶液(1?17)，塔筒體（1?3）上部與下部分別設置有人孔（1?6）；第三，風機設備（2）包括鼓風機（2?1）與連接風管（2?2），鼓風機選用軸流風機或離心風機；第四，循環泵設備（3）包括出口管（3?1）、出口閥門（3?2）、循環泵（3?3）、進口管(3?4)、進口閥門(3?5)；第五，通風冷卻結晶塔工作過程是：溶液通過進液管（1?8）加入塔設備（1）中，鼓風機（2?1）通過連接風管（2?2）將空氣鼓入塔設備（1）內，鼓入空氣由下而上流動，循環泵（3?3）將塔設備（1）內溶液（1?17）抽送到布液器（1?10），經噴嘴（1?11）向下噴向填料層（1?9），沿填料層（1?9）表面向下流動，空氣則由下部通過填料層（1?9）空隙向上流動，空氣與溶液密切接觸，發生換熱從而使溶液冷卻降溫并落入塔設備（1）底部；溶液在循環泵（3?3）作用下，通過導流錐體（1?5）、導流筒（1?4）的導流作用，在塔設備（1）底部循環流動，使各處溶液過飽和度趨于一致，晶體不斷長大到一定粒度，結晶料液通過排料管（1?20）排出，換熱后的濕熱空氣在鼓風機2?1作用下，經除霧器1?12除去液滴后外排。...

【技術特征摘要】
1.一種通風冷卻結晶塔，其技術特征是：第一，通風冷卻結晶塔由塔設備（1）、風機設備（2）及循環泵設備（3）組成；第二，塔設備（1）包括裙座（1-1）、錐筒體（1-2）、塔筒體（1-3）、排氣錐體（1-13）、排氣筒體(1-14)；塔筒體(1-3)上設置有人孔(1-6)、進風管(1-7)、進液管(1-8)、循環進液管(1-15)、循環出液管(1-18)、觀察視鏡(1-16)，錐筒體(1-2)上設置有溫度計(1-19)、排料管(1-20)；塔設備(1)內設置有導流筒(1-4)、導流錐體(1-5)、填料層(1-9)、布液器(1-10)、噴嘴(1-11)、除霧器(1-12)，塔設備(1)內裝有溶液(1-17)，塔筒體（1-3）上部與下部分別設置有人孔（1-6）；第三，風機設備（2）包括鼓風機（2-1）與連接風管（2-2），鼓風機選用軸流風機或離心風機；第四，循環泵設備（3）包括出口管（3-1）、出口閥門（3-2）、循環泵（3-3）、進口管(3-4)、進口閥門(3-5)；第五，通風冷卻結晶塔工作過程是：溶液通過進液管（1-8）加入塔設備（1）中，鼓風機（2-1）通過連接風管（2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張罡，張嘉文，董朝領，馮曉蕾，王清華，
申請(專利權)人：威海沁和實業有限公司，張罡，
類型：新型
國別省市：山東,37