[發明專利]一種冷凍水法真空冷卻結晶系統及方法

在審

• 申請號: 201910090074.1
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109731366A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 夏君君
• 申請（專利權）人: 天津樂科節能科技有限公司
• 主分類號: B01D9/02
• 分類號: B01D9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種冷凍水法真空冷卻結晶系統，由結晶罐，冷卻器，冷水機組，冷卻水泵，冷卻塔，冷凍水泵，真空泵，凝液泵，凝液罐，攪拌器組成。結晶器的二次汽出口與冷卻器的進汽口相連，冷卻器的凝液出口與凝液罐的凝液進口相連；凝液罐的真空排氣口與真空泵的進氣口相連；冷水機組的冷凍水出水口與冷凍水泵進口相連，冷凍水泵出口一路與冷卻器的冷凍水進口，另一路與真空泵的冷卻水進口相連，冷卻器的冷凍水出口及真空泵的冷卻水出口均與冷水機組的冷凍水回水口相連；與傳統方法相比，本發明無需高壓蒸汽驅動，系統工作熱負荷小，運行能耗低；同時可顯著降低料液降溫終點溫度，提高產品收率；本發明尤其適用于高沸點升料液的真空冷卻結晶。

技術領域

本發明涉及一種結晶系統，尤其涉及一種冷凍水法真空冷卻結晶系統，屬于工業結晶技術領域。

背景技術

真空冷卻結晶是指溶液在真空條件下溶劑迅速閃蒸汽化，絕熱條件下溶劑汽化所需的熱量全部來自于溶液，導致溶液溫度不斷降低并逐漸析出晶體。目前，工業領域應用的真空冷卻結晶普遍采用蒸汽噴射泵法，該方法根據噴射泵的文丘里效應，通過高壓生蒸汽引射結晶器內的低壓二次蒸汽，蒸汽噴射泵出口乏汽通過冷卻水予以冷凝。然而當蒸汽噴射泵應用于上述抽真空的場合時，其能源效率隨著系統真空度的提高顯著下降，一般僅為20％～30％左右，此外，噴射泵出口乏汽還需要消耗大量冷卻水，因此，傳統蒸汽噴射法冷卻結晶系統的能源消耗較高。

發明內容

本發明的目的是針對傳統技術存在的不足，提供了一種冷凍水法真空冷卻結晶系統及方法。

一種冷凍水法真空冷卻結晶系統，由結晶罐，冷卻器，冷水機組，冷卻水泵，冷卻塔，冷凍水泵，真空泵，凝液泵，凝液罐，攪拌器組成。

所述結晶罐頂部設有二次汽出口，側壁設有進料口，底部設有排料口；所述冷卻器設有二次汽進口，凝液出口，冷凍水進口及冷凍水出口；所述凝液罐設有凝液進口，真空排氣口及排水口；所述結晶器的二次汽出口與所述冷卻器的二次氣進口相連，冷卻器的凝液出口與凝液罐的凝液進口相連；凝液罐的真空排氣口與所述真空泵的進氣口相連，凝液罐的排水口與所述凝液泵進口相連，并在連接管路上安設調節閥；所述冷水機組設有冷凍水出水口，冷凍水回水口，冷卻水進口及冷卻水出口；所述冷水機組的冷凍水出水口與所述冷凍水泵的進口相連，冷凍水泵的出口管路一分為二，其中一路與冷卻器的冷凍水進口相連，并在連接管路上安設閥門，另外一路與真空泵的冷卻水進口相連，并在連接管路上安設閥門；所述冷卻器的冷凍水出口及真空泵的冷卻水出口均與冷水機組的冷凍水回水口相連；所述冷卻塔的冷卻水出口與所述冷卻水泵的進口相連，冷卻水泵的出口與所述冷水機組的冷卻水進口相連，冷水機組的冷卻水出口與冷卻塔的進口相連。

所述攪拌器安設于結晶罐的底側部；

所述冷卻器為板式、管殼式、螺旋板式換熱器；

所述冷水機組與冷卻器及真空泵連接管路內的循環介質為水或不凍液；

所述真空泵為水環式真空泵。

本發明所提供的一種冷凍水法真空冷卻降溫系統的工作方法如下：將高溫待結晶的料液注入結晶罐內，開啟冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵及真空泵，真空泵不斷抽出結晶罐內的不凝性氣體，結晶罐內壓力逐漸降低，當壓力降低至待結晶料液溫度下的飽和蒸汽壓力時，料液開始閃蒸汽化，料液溫度不斷降低，閃蒸所形成的二次蒸汽進入冷卻器內冷凝，凝液落入凝液罐，料液中溶解及泄露進入系統的不凝氣由真空泵排出系統；冷水機組為冷卻器及真空泵提供低溫冷卻水，冷水機組的放熱由冷卻塔排至環境。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：與傳統蒸汽噴射閃蒸降溫法相比，本發明的系統運行無需高壓蒸汽驅動，系統運行熱負荷僅為料液降溫顯熱熱量，冷水機組的運行負荷小、運行能耗低；冷水機組可為真空泵及冷卻器的冷卻提供低于環境溫度的低溫冷水，改善了真空泵的抽氣能力，提高了系統內的真空度，同時可降低結晶罐內料液的降溫終點溫度，提高結晶產品的收率；本發明尤其適用于高沸點升料液的真空冷卻結晶。