多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法与流程-k8凯发

文档序号:37022798发布日期:2024-02-09 13:17阅读:70来源:国知局

本发明涉及冷却结晶技术,具体涉及一种多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法。


背景技术:

1、冷却结晶是一种常见的溶质提纯方式,通过对热饱和溶液进行温度降低,使得溶液中的溶质成分能够形成结晶,进行析出,从而得到所需要的晶体物质。

2、冷却结晶器是常用的溶液结晶设备,通过向换热釜夹套层内部通入冷却水,并通过夹套层与换热釜内部的溶液进行热交换,从而可以实现溶液的冷却结晶。申请号为202311289349.7的中国发明专利,其公开了一种用于三氮唑钠盐制备的多级冷却结晶设备,其通过设置一级冷却机构、二级结晶机构以及三级制料机构,并使得冷却介质先后依次通过三级制料机构、二级结晶机构以及一级冷却机构,从而可以在晶体析出的不同阶段对其施加不同的温度,对冷却介质进行充分换热,但是在实际应用过程中,冷却介质在进入二级结晶机构中冷却套层内部时,从冷却套层的底部进入,至其内部充满后,并从其顶部排出,而在后续冷却介质持续供应时,冷却介质的进入会先在其底部进行扩散,使得底部冷却介质增多,从而顶部的冷却介质液面升高,使得顶部冷却介质从冷却套层的顶部排出口排出,在该过程中,低温冷却介质的扩散较慢,使得靠近进入口部分的冷却套层温度较低,而越往上,温度越高,使得与溶液换热时,冷却套层的表面温度差较大,从而不利于溶液冷却结晶工作的进行。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法,以解决现有技术中的上述不足之处。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多级式循环冷却结晶装置,包括

3、换热釜,所述换热釜的内部设置有换热夹层,所述换热釜的顶部与底部分别固定连通有进液管和晶液排出管,所述晶液排出管的底部设置有控制阀,所述换热釜的底部与顶部分别设置有与换热夹层固定连通的冷却液进入管与冷却液排出管,所述换热釜的内部设置有搅拌器;

4、均热机构,其设置在换热釜的内部,所述均热机构包括呈圆环状等距转动连接在换热夹层内部的若干第一转轴与第二转轴,所述第一转轴的外表自上而下等距固定连接有若干组平板搅拌叶,所述第二转轴的外表面自上而下等距固定连接有若干组斜板搅拌叶,若干所述第一转轴与若干所述第二转轴依次交错设置,所述第一转轴与第二转轴之间设置有驱动组件,所述驱动组件用于驱动第一转轴与第二转轴同步转动;

5、所述换热釜包括一级釜体、二级釜体以及三级釜体,位于所述一级釜体上的晶液排出管与位于二级釜体上进液管固定连通,位于所述二级釜体上的晶液排出管与位于三级釜体上进液管固定连通;

6、冷却器,其进液端与位于一级釜体上的冷却液排出管固定连通;

7、循环泵,其进液端与冷却器排液端固定连通,所述循环泵的排液端与位于三级釜体上的进液管固定连通。

8、进一步的,所述驱动组件包括固定安装在换热夹层内壁的安装盒,所述安装盒的内侧面转动连接有叶轮,所述安装盒的内侧面开设有流道,所述流道与冷却液进入管固定连通,所述冷却液进入管排出的冷却液穿过流道进入换热夹层内部时,冷却液流动并驱动叶轮转动。

9、进一步的,所述换热釜的内部开设有环形槽,所述叶轮的外部同轴固定连接有位于环形槽内部的第一齿轮,所述第一转轴与第二转轴的外部分别固定连接有位于环形槽内部的第二齿轮,所述环形槽的内侧面转动连接有齿环。

10、进一步的,所述第一齿轮与若干所述第二齿轮均与齿环啮合。

11、进一步的,所述驱动组件驱动第一转轴与第二转轴转动时,所述第一转轴驱动平板搅拌叶转动,并将换热夹层内部冷却液向水平方向推动,所述第二转轴驱动斜板搅拌叶转动,并将换热夹层内部冷却液向上方进行推动。

12、进一步的,还包括:

13、若干换热板,若干所述换热板呈圆环状等距固定连接在换热釜的内壁,所述换热板的表面开设有若干通槽。

14、进一步的,所述换热板内部中空设置,且所述换热板与换热夹层固定连通。

15、进一步的,若干所述通槽的宽度值和为换热板宽度值的3/4,所述换热板的规格与搅拌器相适配。

16、一种多级式循环冷却结晶装置的冷却方法,应用于上述的一种多级式循环冷却结晶装置,包括以下步骤:

17、s1、通过一级釜体上的进液管对原液进行送入;

18、s2、通过循环泵对冷却器中产生的低温冷却液进行泵吸,并将其泵送至三级釜体内部的换热夹层中;

19、s3、通过三级釜体上的冷却液排出管将位于三级釜体上换热夹层内部的冷却液送入二级釜体上的冷却液进入管中,使其穿过二级釜体上冷却液进入管进入二级釜体上的换热夹层中;

20、s4、通过二级釜体上的冷却液排出管将位于二级釜体上换热夹层内部的冷却液送入一级釜体上的冷却液进入管中,使其穿过一级釜体上冷却液进入管进入一级釜体上的换热夹层中;

21、s5、通过一级釜体上的冷却液排出管将位于一级釜体上换热夹层内部的冷却液送回至冷却器中进行再次冷却降温;

22、s6、重复上述步骤s2-s5,实现冷却液的多级循环;

23、s7、在一级釜体内部原液进行初次降温后,通过其底部控制阀将其内部预降温后的原液送入二级釜体中,并在二级釜体内部再次降温后的原液送入三级釜体中,完成初次循环后,后续持续重复上述步骤s-s,进行冷却液的多级循环,并进行原液的连续结晶;

24、s8、通过均热机构同步对进入一级釜体、二级釜体以及三级釜体上换热夹层内部的较低温冷却液进行快速扩散,使得换热夹层内部各处的冷却液温度较为均衡;

25、s9、通过搅拌器对同步对进入一级釜体、二级釜体以及三级釜体内部的待结晶溶液进行搅拌,使其充分且均匀地与换热夹层内部的冷却液进行换热降温;

26、s10、通过设置在三级釜体底部的晶液排出管对析出后的晶体与混合液进行排出。

27、与现有技术相比,本发明提供的一种多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法,具备以下有益效果:

28、1、该多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法,通过循环泵将冷却器中的低温冷却液输送至三级釜体中,并在与其内部溶液换热后,将换热后的冷却液依次通入二级釜体以及三级釜体中进行依次换热,从而使得冷却液的换热更为充分,并且可以在原液进入一级釜体中时对其进行预冷却处理,使得进入二级釜体中时的温度稍低,并在二级釜体内部进行再次冷却后,使其再进入三级釜体内部进行冷却结晶时的温度更低,从而使其结晶效果更好,且换热效率更高。

29、2、该多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法,通过均热机构的使用,可以在冷却液进入换热夹层内部后,加快低温冷却液在换热夹层内部的扩散,使得换热夹层内部冷却液的整体温度分布较为均匀,从而换热釜内部原液在进行换热时,换热夹层的换热部位温度都普遍较低,有利于提高换热釜内原液的换热效率。

30、3、该多级式循环冷却结晶装置及其冷却方法,通过中空设置的换热板与换热夹层相连通,使得换热夹层内部流经的冷却液可以充满换热板内部,且在通槽的配合使用下,使得换热釜内部溶液在流动换热过程中可以从换热板的表面以及通槽的内壁通过,并与换热板的表面以及通槽的内壁进行接触换热,从而使得换热釜内部溶液的换热面积有效增大,可以进一步提高溶液的冷却结晶效率。

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