技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種結(jié)晶系統(tǒng)，尤其涉及一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的結(jié)晶方法包括冷卻結(jié)晶、蒸發(fā)結(jié)晶及真空冷卻結(jié)晶。其中，冷卻結(jié)晶工藝在國(guó)內(nèi)各行業(yè)中應(yīng)用占約95%，冷卻結(jié)晶通常采用間壁式冷卻方式，通過(guò)結(jié)晶器夾套的循環(huán)冷卻水降低結(jié)晶器內(nèi)部溶液的溫度，使溶液產(chǎn)生一定的過(guò)飽和度并使溶液析出晶體。冷卻結(jié)晶系統(tǒng)的冷卻壁面常有晶體結(jié)出，形成不斷增厚的晶疤或晶垢，這不僅阻礙了冷卻過(guò)程的傳熱，還需要對(duì)結(jié)晶器壁面進(jìn)行及時(shí)清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

真空冷卻結(jié)晶是使溶液在真空條件下閃急蒸發(fā)而絕熱冷卻，通過(guò)冷卻降溫及去除一部分溶劑的雙重效應(yīng)實(shí)現(xiàn)溶液的過(guò)飽和度并產(chǎn)生晶體，真空冷卻結(jié)晶系統(tǒng)的結(jié)晶器內(nèi)部無(wú)換熱壁面，因而不存在晶垢妨礙傳熱而需經(jīng)常清理的問(wèn)題。目前，真空冷卻結(jié)晶系統(tǒng)常采用蒸汽噴射泵對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，這需要現(xiàn)場(chǎng)配套有高壓蒸汽，同時(shí)由于蒸汽噴射泵的抽氣效率較低，蒸汽耗量較大，使得結(jié)晶系統(tǒng)運(yùn)行能耗較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供了一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)及其工作方法。

一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)，其特征在于：包括結(jié)晶器，壓縮機(jī)，冷凝器，冷凝水罐，真空泵。所述結(jié)晶器的排氣口與壓縮機(jī)入口相連，壓縮機(jī)出口與冷凝器的氣側(cè)入口相連，冷凝器的氣側(cè)出口連接至冷凝水罐的入口，冷凝水罐的出口連接真空泵, 所述結(jié)晶器側(cè)壁設(shè)有進(jìn)料管，底部設(shè)有排料管。

所述的一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)的工作方法，其特征在于：工作時(shí)，首先加入熱的溶液至指定液位，開(kāi)啟壓縮機(jī)及真空泵結(jié)晶器內(nèi)溶液表面開(kāi)始蒸發(fā)并絕熱降溫，二次蒸汽及結(jié)晶器內(nèi)的不凝氣體在壓縮機(jī)的增溫增壓作用下，進(jìn)入冷凝器，二次蒸汽冷卻凝結(jié)并流入冷凝水罐，不凝氣體及部分未凝蒸汽通過(guò)真空泵排空;當(dāng)結(jié)晶過(guò)程完成后，關(guān)閉壓縮機(jī)及真空泵。

所述可以由若干結(jié)晶器單元并聯(lián)而成，且每個(gè)結(jié)晶器單元均安裝有控制閥。

所述壓縮機(jī)可以采用羅茨壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)或螺桿壓縮機(jī)。

所述冷凝器可以采用板式換熱器或管殼式換熱器，冷凝器采用水冷冷卻方式。

所述真空泵采用水環(huán)真空泵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)，采用壓縮機(jī)作為結(jié)晶器的真空抽氣設(shè)備，結(jié)晶器內(nèi)溶劑在真空條件下閃急蒸發(fā)，使得結(jié)晶器內(nèi)溶液在同高度位置處具有相同的溫度梯度及濃度梯度，結(jié)晶過(guò)程推動(dòng)力均勻穩(wěn)定，不存在局部過(guò)冷而導(dǎo)致的晶疤晶垢問(wèn)題，結(jié)晶粒度均勻。通過(guò)壓縮機(jī)壓比及抽氣量的匹配調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器內(nèi)較低的真空度，從而提高了結(jié)晶器的工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例一的等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)原理圖；

圖2為實(shí)施例二的等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)原理圖;

圖中，1為結(jié)晶器，2為壓縮機(jī)，3為冷凝器，4為冷凝水罐，5為真空泵，6為第一結(jié)晶器，7為第二結(jié)晶器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例一：

圖1 為本實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。如圖所示，一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)包括：結(jié)晶器1，壓縮機(jī)2，冷凝器3，冷凝水罐4，真空泵5。結(jié)晶器1頂部的排氣口與壓縮機(jī)2的入口相連，壓縮機(jī)2出口與冷凝器3的氣側(cè)入口相連，冷凝器3的氣側(cè)出口連接至冷凝水罐4的入口，冷凝水罐4的出口連接真空泵5。所述壓縮機(jī)2采用羅茨壓縮機(jī)；冷凝器3采用板式換熱器；真空泵5采用水環(huán)真空泵。所述結(jié)晶器1側(cè)壁設(shè)有進(jìn)料管，底部設(shè)有排料管。

系統(tǒng)工作時(shí)，首先加入熱的溶液至指定液位，開(kāi)啟壓縮機(jī)2及真空泵5，結(jié)晶器1內(nèi)溶液表面開(kāi)始蒸發(fā)并絕熱降溫，二次蒸汽及結(jié)晶器內(nèi)的不凝氣體在壓縮機(jī)2的增溫增壓作用下，進(jìn)入冷凝器3，二次蒸汽冷卻凝結(jié)并流入冷凝水罐4，不凝氣體及部分未凝蒸汽通過(guò)真空泵5排空。結(jié)晶器內(nèi)的溶液在真空條件下閃急蒸發(fā)而被絕熱冷卻，結(jié)晶器內(nèi)同一高度位置處的溶液與蒸發(fā)表面的溶液之間具有相同的溫度梯度及濃度梯度，結(jié)晶推動(dòng)力及結(jié)晶過(guò)飽和度一致，不存在局部過(guò)冷現(xiàn)象，溶液結(jié)晶粒度大小均勻。當(dāng)結(jié)晶過(guò)程完成后，關(guān)閉壓縮機(jī)及真空泵，將結(jié)晶器內(nèi)的晶漿排至后續(xù)工序的過(guò)濾設(shè)備處。

實(shí)施例二：

圖2為本實(shí)施例的系統(tǒng)原理圖。如圖所示，一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)包括：壓縮機(jī)2，冷凝器3，冷凝水罐4，真空泵5，第一結(jié)晶器6、第二結(jié)晶器7。第一結(jié)晶器6與第二結(jié)晶器7頂部的排氣口均連接至壓縮機(jī)2的入口，在連接管路上分別裝設(shè)閥門(mén)；壓縮機(jī)2出口與冷凝器3的氣側(cè)入口相連，冷凝器3的氣側(cè)出口連接至冷凝水罐4的入口，冷凝水罐4的出口連接真空泵5。所述壓縮機(jī)2采用螺桿壓縮機(jī)；冷凝器3采用列管式換熱器；真空泵5采用水環(huán)真空泵。所述第一結(jié)晶器6與第二結(jié)晶器7的側(cè)壁均設(shè)有進(jìn)料管，底部均設(shè)有排料管。

本實(shí)施例采用雙結(jié)晶器，并相互切換，提高系統(tǒng)的工作效率。

本發(fā)明所述的一種等梯度降溫結(jié)晶系統(tǒng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、附屬設(shè)備少、結(jié)晶過(guò)程調(diào)控方便、結(jié)晶粒度均勻。

盡管上文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。