[實用新型]一種分段換熱式結晶塔

有效

• 申請號: 201420091043.0
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN203694661U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 易苗;尹新;義賢富;繆永奕;武長安
• 申請（專利權）人: 上虞市臨江化工有限公司
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及一種化工提純結晶用裝置，尤其涉及一種多段換熱式結晶塔。

背景技術

結晶是固體物質以晶體從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程，早在幾千年前，它就被人們用來從海水中提取食鹽。據統計，在現代社會中，大約有三分之二的大宗化學產品都是固體產品，特別是在醫藥行業中，有85%的產品是固體產品，這些固體產品的生產過程，都離不開結晶操作。

傳統的工業結晶研究領域，一般可以分為四大類，即溶液結晶、熔融結晶、沉淀結晶和升華結晶，其中，作為高效低能耗的有機物分離提純方法的熔融結晶技術正日益受到國內外科學界與工業界的廣泛關注。這主要有兩個方面的原因：一方面是由于世界范圍內的能源緊張以及社會對環保型生產技術的要求。熔融結晶分離過程不僅是能量消耗少（相對于精餾過程），而且不需要使用溶劑（相對于萃取過程），有利于環保，因為受到了廣泛的關注，被稱為綠色技術。另一方面則是由于國際上對高純度有機物的需要日益增加。比如航空航天、電子等工業中所采用的各種特殊性能的高聚物材料，獲得這些高性能聚合材料的主要障礙就是在于能否獲得高純度的單體材料。

塔式熔融結晶裝置一般可分為三個部分，即結晶段，提純段和熔融段。物料從中間或兩端進入結晶塔后，在結晶段產生晶體，然后晶體沉降值提純段，最后再進入熔融段被融化為液態，一部分作為產品排出，另一部分作用回流液上升，與落下來的晶體進行逆流接觸傳質，回流液在上升過程中純度逐漸下降，最后作為殘液排出塔外。在提純段，濃度不同的固液兩兩相進行逆流接觸，不斷進行相變化和逆流洗滌，實現了質量傳遞。提純段存在著晶體懸浮密度很高的晶體床層，傳質的結果就是到達熔融段的晶體純度已很高，待熔融后一部分作為高純度產品取出，另一部分作為回流上升。

現有的塔式熔融結晶裝置中，結晶段利用冷卻夾套來產生晶體，熔融段使用一個加熱器來融化晶體，但是缺乏對提純段的溫度控制，限制晶體逆流洗滌的速度，最終影響結晶塔的分離提純效果。

實用新型內容

本實用新型提供了一種結構簡單、操作穩定的分段換熱式結晶塔，通過將結晶塔傾斜設置，并在結晶塔外包設多個換熱夾套，來增加對整個結晶過程的控制，以得到純度更高的產品。

一種分段換熱式結晶塔，包括傾斜布置的結晶塔主體，產品出口位于結晶塔主體處于低位的一端，殘液出口位于結晶塔主體處于高位的一端，結晶塔主體外壁帶有至少三個換熱夾套，每個換熱夾套具有獨立的介質輸入管道和介質輸出管道。

結晶塔主體按功能可分為結晶段、提純段、熔融段，本實用新型中的多個換熱夾套完全覆蓋整個結晶塔主體外，同時每個換熱夾套具有獨立的換熱介質，可對不同部位分別進行加熱或冷卻，以精確控制物料在結晶熔融過程中的溫度變化，形成溫度變化梯度，加快結晶塔主體內的流體流動、傳熱和傳質，以調高分離純度。

作為優選的，所述結晶塔主體上設有測溫口。

可通過測溫口，測量結晶塔主體內各相的溫度，測溫口與換熱夾套的數量相對應，分別用于檢測每個換熱夾套對應區域內的溫度，實現對換熱夾套內介質溫度的控制，調節換熱夾套的換熱效果，以適應不同物料的結晶熔融，和精確控制提純過程中的溫度變化。

作為優選的，所述的換熱夾套為四個。

位于結晶段的換熱夾套為水冷夾套，用于冷卻產生晶體；提純段的換熱夾套為加熱夾套，用于加強熔融液與晶體之間的逆流傳質和傳熱，提純晶體的濃度；熔融段的換熱夾套也為加熱夾套，用于晶體的融化，得到的熔融液一部分作為高純度產品取出，另一部分作為回流上升，用于逆流洗滌沉降的晶體。

作為優選的，所述結晶塔主體處于低位的一端還設有雜質出口。

結晶塔處于低位的一端分別設有產品出口和雜質出口，其中雜質出口在豎直向的高度相對產品出口較低，雜質出口用于排出沉淀在結晶塔內的雜質。

作為優選的，所述結晶塔主體的中部和頂部分布有三個加料口。

針對不同的原料，可選擇通過結晶塔主體的中部或頂部加入；采用頂部加料的方式，晶體床層的運動速率較大，晶體在結晶塔中的停留時間較少，產量高；中部加料的方式，晶體運動只要依靠重力沉降，在結晶塔內停留時間常，但是產品純度高。

作為優選的，所述結晶塔主體內安裝有攪拌裝置，包括由頂部伸入結晶塔主體內的攪拌螺旋和驅動攪拌螺旋的電機。

攪拌裝置可防止晶體在塔壁上結塊，同時強化晶體和熔融液的逆流洗滌效果，加快晶體的沉降，并提升產品純度。

作為優選的，所述結晶塔主體與水平面之間的傾斜角為30度。