內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器的制造方法
【專利說明】
1、
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于一種冷卻結(jié)晶工藝設(shè)備，特別涉及一種用空氣為冷卻介質(zhì)和內(nèi)翅片管換熱的冷卻結(jié)晶工藝設(shè)備。
2、技術(shù)背景
[0002]冷卻結(jié)晶設(shè)備是化工生產(chǎn)中重要單元設(shè)備，冷卻結(jié)晶設(shè)備種類很多，從換熱方法上主要可分為二類:一是間壁換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備，最典型的為夾套冷卻結(jié)晶器、蛇管冷卻結(jié)晶器及外循環(huán)冷卻結(jié)晶器，它們是將冷卻水通入夾套或蛇管或列管換熱器殼程，通過間壁換熱，使溶液冷卻結(jié)晶，這種間壁冷卻結(jié)晶工藝設(shè)備最大缺點(diǎn)是需消耗大量冷卻水。二是直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備，如中國(guó)實(shí)用新型專利200920274070.0提供了一種以空氣為冷卻劑的空氣冷卻結(jié)晶塔，它使用空氣與熱溶液直接混和換熱實(shí)現(xiàn)冷卻結(jié)晶，生產(chǎn)能力大，節(jié)能顯著。從節(jié)能與生產(chǎn)效率上看，直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備顯著優(yōu)于間壁換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備，但直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備也存在缺點(diǎn):一是由于直接使用空氣與溶液混和換熱，空氣中雜質(zhì)進(jìn)入溶液中影響產(chǎn)品質(zhì)量；二是空氣易夾帶溶液造成產(chǎn)品溶液浪費(fèi)損失；三是被冷卻流體在工藝上必須允許能夠和空氣相互混合。
[0003]3、發(fā)明目的
[0004]為了克服上述間壁冷卻結(jié)晶器與直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備的不足，本發(fā)明提供了一種內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器，它是以空氣為冷卻劑，通過內(nèi)翅片管進(jìn)行間壁換熱的內(nèi)循環(huán)冷卻結(jié)晶器，它不需要使用冷卻水，而且空氣也不會(huì)污染溶液與產(chǎn)品，冷卻結(jié)晶效果好，操作方便。
4、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用一種內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器，本發(fā)明主要內(nèi)容與技術(shù)特征是:
[0006]內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器主要由底板(1)、筒體(2)、加強(qiáng)筋板(3)、空氣進(jìn)口管
(4)、下部環(huán)形管板(5)、內(nèi)翅片管(6)、溶液進(jìn)口管(7)、上部管板(8)、槽鋼支架(9)、液位計(jì)管口(10)、攪拌裝置(11)、人孔(12)、溫度計(jì)管口(13)、錐筒體(14)、料液排出管(15)等組成。
[0007]內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器通過內(nèi)翅片管(6)、下部環(huán)形管板(5)、錐筒體(14)隔離分為結(jié)晶室與空氣室，需冷卻結(jié)晶溶液在結(jié)晶室流動(dòng)，空氣在空氣室流動(dòng)。
[0008]加強(qiáng)筋板(3)分別焊接在底板(I)與筒體(2)上，用于加強(qiáng)設(shè)備強(qiáng)度。
[0009]空氣進(jìn)口管(4)設(shè)置筒體(2)上且位于下部環(huán)形管板(5)下部，用于通入一定壓力與流量的空氣。
[0010]內(nèi)翅片管(6)兩端分別固定在下部環(huán)形管板(5)與上部管板⑶上。內(nèi)翅片管(6)由基管(6-1)、翅片(6-2)及中心圓管(6-3)組成，基管(6-1)是一種圓管，翅片(6_2) —端為圓弧型，一端為的長(zhǎng)方形，中心圓管(6-3)是一種圓管，翅片(6-2)沿基管內(nèi)圓周均布，圓弧端直接接觸基管￠-1)內(nèi)壁，長(zhǎng)方形端直接固定于中心圓管(6-3)外壁上，翅片(6-2)上沿軸線方向鉆有一定數(shù)量圓孔或方形孔，使空氣在管內(nèi)沿翅片與基管內(nèi)壁面向上流動(dòng)時(shí)發(fā)生湍流。
[0011]由于基管(6-1)內(nèi)表面設(shè)置有翅片(6-2)，增大了內(nèi)翅片管(6)的內(nèi)表面積，從而增加了空氣側(cè)的換熱能力，使空氣側(cè)與溶液側(cè)換熱能力匹配，提高換熱效果。
[0012]槽鋼支架(9)呈井字架，固定在上部管板(8)上，其作用主要是支承攪拌裝置(11)0
[0013]液位計(jì)管口(10)用于安裝液位計(jì)，測(cè)定結(jié)晶室內(nèi)溶液液位，溫度計(jì)管口(13)用于安裝溫度計(jì)，測(cè)定結(jié)晶室內(nèi)溶液溫度。
[0014]攪拌裝置(11)由減速機(jī)(11-1)、機(jī)架(11-2)、底座凸緣(11_3)、攪拌軸(11-4)、攪拌器A(ll-5)、攪拌器B(ll-6)等組成。
[0015]內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器工作過程是:需冷卻結(jié)晶溶液通過溶液進(jìn)口管(7)加入結(jié)晶室內(nèi)，在攪拌裝置(11)攪拌條件下，溶液在結(jié)晶室內(nèi)形成軸向流與徑向流，并在各內(nèi)翅片管(6)之間形成湍流。通過鼓風(fēng)機(jī)將空氣經(jīng)空氣進(jìn)口管(4)送入將空氣室，空氣在空氣室內(nèi)再分送至各內(nèi)翅片管(6)管內(nèi)，向上流動(dòng)，由于內(nèi)翅片管(6)管內(nèi)翅片(6-2)上鉆有一定數(shù)量的圓孔或方形孔，使空氣在管內(nèi)沿翅片與基管內(nèi)壁面向上流動(dòng)時(shí)發(fā)生湍流?？諝馀c溶液兩種流體通過翅片管間壁換熱，空氣吸收熱量溫度升高排出翅片管，溶液放出熱量溫度降低并在結(jié)晶室冷卻結(jié)晶析出晶體。由于攪拌作用，溶液循環(huán)流動(dòng)，溶液在結(jié)晶室內(nèi)對(duì)流擴(kuò)散與結(jié)晶散熱快，溶液各處過飽和度基本趨于一致，因此，產(chǎn)品結(jié)晶好。溶液冷卻結(jié)晶后的料液通過料液排出管(15)排出結(jié)晶室。
[0016]本發(fā)明內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器，其技術(shù)特征是:控制空氣在翅片管內(nèi)流速為5-25m/s，使空氣在管內(nèi)沿翅片與基管內(nèi)壁面向上流動(dòng)時(shí)發(fā)生湍流，提高空氣側(cè)傳熱系數(shù)。
[0017]本發(fā)明內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器，其技術(shù)特征是:所采用的攪拌方式為能同時(shí)產(chǎn)生軸向流與徑向流的混合流型攪拌器，最佳攪拌器型式可以選擇斜葉漿式攪拌器、斜葉渦輪攪拌器，在攪拌時(shí)能同時(shí)產(chǎn)生軸向流與徑向流，即有利于溶液冷卻換熱，又有利于溶液結(jié)晶長(zhǎng)大?？刂茢嚢柁D(zhuǎn)速在20-120轉(zhuǎn)/分鐘，一方面，溶液對(duì)管壁面有較強(qiáng)的沖刷作用，從而防止污垢的沉積及結(jié)晶吸附，另一方面強(qiáng)化傳熱效果，有效提高換熱效率。所采用的攪拌器可根據(jù)結(jié)晶室容積大小與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)置一層攪拌器成多層攪拌器。
[0018]本發(fā)明內(nèi)翅片管空氣冷卻結(jié)晶器，其技術(shù)特征是:內(nèi)翅片管(6)沿圓周均勻布置，可以沿圓周均勻設(shè)置一層內(nèi)翅片管(6)或多層內(nèi)翅片管(6)，同一圓周方向相鄰內(nèi)翅片管
(6)中心距離為內(nèi)翅片管(6)外徑的1.5-5倍，相鄰兩圓周方向相鄰內(nèi)翅片管(6)中心距離為內(nèi)翅片管(6)外徑的2-5。
[0019]5、發(fā)明特點(diǎn)
[0020]本發(fā)明與間壁冷卻結(jié)晶器與直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021](I)本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，由于使用空氣為冷卻介質(zhì)，使溶液在冷卻結(jié)晶過程中，不受空氣中雜質(zhì)污染，也不會(huì)發(fā)生空氣夾帶損失料液現(xiàn)象，它比直接混合換熱冷卻結(jié)晶設(shè)備更清潔環(huán)保。同時(shí)也避免了間壁冷卻結(jié)晶需要消耗大量冷卻水，從而大幅度降低了能耗與成本。
[0022](2)本發(fā)明采用內(nèi)翅片管間壁換熱，由于在內(nèi)翅片管內(nèi)表面增設(shè)翅片增加了換熱面積，從而增加了空氣側(cè)的換熱能力，使空氣側(cè)與溶液側(cè)換熱能力匹配，提高換熱效果。
[0023](3)本發(fā)明內(nèi)翅片管在結(jié)晶室內(nèi)沿圓周均布，采用了能同時(shí)產(chǎn)生軸向流與徑向流的攪拌裝置，使溶液在結(jié)晶室內(nèi)產(chǎn)生大循環(huán)軸向流與大循環(huán)徑向流，一方面，溶液在內(nèi)翅片管之間大循環(huán)流動(dòng)，溶液對(duì)管壁面有較強(qiáng)的沖刷作用，從而防止污垢的沉積及結(jié)晶吸附，另一方面強(qiáng)化傳熱效果，有效提高換熱效率。再者，溶液在結(jié)晶器內(nèi)能快速對(duì)流擴(kuò)散與結(jié)晶散熱，各處溶液飽和度趨于一致，有利于使結(jié)晶在介穩(wěn)區(qū)內(nèi)穩(wěn)步生