[發明專利]一種用于降膜結晶器的結晶管

有效

• 申請號: 201010102849.1
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101745248A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 原宇航;錢志剛;馬建學;褚小東;邵敬銘
• 申請（專利權）人: 上海華誼丙烯酸有限公司
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02
• 代理公司: 上海華工專利事務所 31104
• 代理人: 應云平;唐孝先

技術領域

本發明涉及一種結晶分離提純技術設備，具體地說，涉及一種用于 降膜結晶器的結晶管。

背景技術

降膜結晶法作為一種重要的液體混合物分離方法，具有能耗低、占 地小、產品質量好等優點，在石油化工、農藥、醫藥等眾多領域獲得廣 泛工業應用。該分離方法的關鍵設備是降膜結晶器。專利CN?1090514A 公開了一種降膜結晶器，該結晶器采用直立列管式，液體混合物呈膜狀 流過管內壁，進行結晶，而傳熱介質呈膜狀流過管外壁，進行熱交換。 專利US?4552575也公開了一種直立列管式降膜結晶器，傳熱介質呈膜狀 流過管外壁，而液體混合物充滿管內，為了強化管內傳熱和傳質，通過 管中央的導氣管，向液體混合物中通入氮氣，形成鼓泡層。

上述專利的不足之處在于，所用結晶管均為普通的光滑管，管外換 熱介質的傳熱效率較低。盡管換熱介質在管外壁呈膜狀分散，但換熱介 質沿管外壁向下流動時，具有沿管徑向聚集的趨勢，從而使換熱介質分 散能力變差，這一方面減少了管外壁有效換熱面積，同時由于局部流速 變小，邊界層厚度增大，導致傳熱系數降低。因此，為了提高結晶管外 壁換熱效率，需要對現有結晶管結構進行改進，增大管外傳熱面積和傳 熱系數，達到強化降膜結晶過程的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于降膜結晶器的結晶管，同現有的結晶 管比較，該結晶管具有良好的換熱介質分散能力，加大了有效換熱面積， 提高了傳熱效率，從而強化了降膜結晶過程。

本發明是通過如下技術方案來實現的：在管子外壁設置有與軸向平 行或呈螺旋狀分布的翅片，翅片高度在0.5～5mm范圍內；翅片頂部開設 橫向缺口，缺口形狀為梯形、半圓形、長方形或錐形，缺口之間的間距 為5～50mm，當缺口形狀為梯形或錐形時，缺口的開口角度θ為40～80°； 在翅片的頂部橫向缺口之間開設有圓形、多邊形或花形的孔道，孔道之 間的間距為5～50mm，孔道的孔徑尺寸為翅片高度的1/5～4/5；翅片頂部 沿翅片延伸方向為光滑平面，或開設有槽，優選開設有槽，槽的形狀為 錐形、半圓形或長方形。結晶管外壁設置的翅片沿管子軸向平行排列， 或呈螺旋狀排列，或兩者相互交替排列。

對于本發明所述的結晶管，換熱介質沿翅片方向呈軸向或螺旋狀繞 管外壁流動，同時，換熱介質沿翅片開孔及頂部缺口，在翅片之間橫向 流動。由于在結晶管外壁采用上述翅片結構，顯著增加了管外壁換熱介 質的換熱面積，同時換熱介質在管外壁流動時，分散均勻，不易形成局 部聚集。換熱介質通過翅片上的孔道進行流動，破壞其在翅片表面形成 的邊界層，增加換熱介質的擾動程度，從而大大提高管外傳熱系數。

綜上所述，本發明同現有技術相比，具有如下優點：(1)增大換熱 介質與結晶管的換熱面積；(2)增強了換熱介質在管外壁的均勻分散性； (3)破壞換熱介質在翅片表面流動邊界層，提高傳熱系數；(4)良好的 換熱性能降低降膜結晶過程能耗；(4)本發明所述的結晶管，結構緊湊， 便于加工。

附圖說明

圖1為本發明的結品管外壁翅片頂部為錐形槽的翅片分布示意圖。

圖2為本發明的結品管外壁翅片頂部為光滑平面的翅片分布示意圖。

圖3為本發明的結品管軸向平行的單亇翅片的側面圖。

圖中標號表示：1-翅片，2-結晶管，3-翅片頂部開設的槽，4- 翅片頂部的橫向缺口，5-翅片頂部的橫向缺口之間的孔道。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明的具體實施方案進行詳細描述，但本發明 并不局限于此實施例。

圖1、2為本發明用于降膜結晶器的結晶管[2]外壁翅片[1]分布示意 圖。結晶管[2]外壁設有多個翅片[1]，其與結晶管軸向平行分布，或呈螺 旋狀分布，但優選螺旋狀分布。單個翅片[1]高度為0.5～5mm，沿翅片延 伸方向的翅片頂部呈光滑平面(圖2)，或開槽[3]，槽[3]的形狀為錐形 (圖1)、半圓形或長方形。