一种高效结晶系统的制作方法

本发明涉及一种结晶工艺设备，更具体地说，它涉及一种高效结晶系统。

背景技术：

对于一个结晶过程，工艺条件的好坏直接影响了结晶产品的最终质量。结晶过程的操作参数诸如结晶温度，搅拌速率，饱和浓度等均可能影响晶体产品的纯度、粒度分布及过程的收率。国内目前研究结晶的工艺比较多，但是研究结晶设备的专业厂家并不多，其实在成熟的工艺条件下，只有匹配的设备，才能达到工艺设计的要求，才能生产出符合工艺的产品。

目前国内的结晶罐，都是采用简单的结晶罐，它就是一个带夹套的筒体，一个锚式的搅拌机组成。夹套的传热主要在筒壁上，筒壁的温度要传递到中心，需要快速的湍流搅拌，才能够实现，然后锚式搅拌主要是环流，他很难保证搅拌的上下混合，内外混合；因而很难达到湍流的效果，内外热交换是很差的，所以长出来的晶体都是大小不均匀，而且锚式的剪切力比较大，对长好的晶体有破坏分散的作用，造成额外形成过多的晶核，从而长出来的晶体也是很细小，形状不规则，存在产品收率不高的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效结晶系统，具有产品收率高的效果。

为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种高效结晶系统，包括罐体，所述罐体内设置有圆筒形并上下开口的反应器，所述反应器与罐体的轴线共线，所述罐体的侧壁内开设有供冷却水流动的冷却腔一，所述罐体上开设有连通冷却腔一的进水口一和出水口一；

所述反应器的壳体内开设有冷却腔二，所述反应器上开设有凸出罐体的进水口二和出水口二，所述进水口二和出水口二连通冷却腔二；

所述反应器中间设置有用于将物料抬升的叶轮，所述罐体上方设置有驱动叶轮自转的电机。

通过采用上述技术方案，通过冷却腔一和冷却腔二配合，提高了热交换区域的面积，大大提升了热传递的效率，叶轮可以把底部的液体提升起来，在反应器内进行热交换，达到温度均匀一致，再经过反应器上口，流到反应器外部，到达外部的养晶区，在这个区域内，小的晶种通过热交换，晶体以晶种为凝固点，包围在晶种周围，晶体逐渐长大，最后成长成大颗粒的晶体，随着晶体的长大，比重越来越大，会逐渐下沉到结晶罐的底部，然后大的晶体重量重，会沉淀在底部，小颗粒的晶体重量轻，会漂在大晶体的上面，然后通过反应器又重新进入内部反应破碎，再经过养晶区重新成长，如果往复循环，达到大晶体在下部，晶体的形状、尺寸都能成长得比较好，提升结晶的品质。

作为优选，所述反应器的上下开口设置喇叭形。

通过采用上述技术方案，喇叭形的开口可以引导物料进入或离开反应器，提高了物料移动的效率，提高了物料循环的速度。

作为优选，所述叶轮包括四片叶片，每片所述叶片设置为扇形，四片所述叶片与水平面分别形成逐渐增大的夹角。

通过采用上述技术方案，叶片具有扇形结构，有很大的水平投影面积，防止在流体提升过程中，小型晶体的回流下沉，提高了生产稳定性。

作为优选，所述叶片设置为螺旋曲面。

通过采用上述技术方案，螺旋曲面的叶片在转动时，会产生很强的轴向推力，把晶体从底部吸上来，在反应器中热交换，同时也减少了物料产生的径向流，避免大量径向流冲击反应器内壁，并产生径向剪切力，破坏晶体的颗粒。减少径向流，也可以防止径向剪切力对搅拌的上下流型产生破坏，导致一部分晶体回流到底部。

作为优选，所述叶片的端角处倒圆角。

通过采用上述技术方案，流线型的叶片可以降低能耗，比原来的框式搅拌器，节能20％以上。

作为优选，所述反应器的外侧壁同心阵列有多层挡板，所述罐体内壁同样设置有挡板，所述挡板向下倾斜，所述反应器的挡板和罐体的挡板交错排列，相邻所述挡板之间存在空隙。

通过采用上述技术方案，在养晶区形成的细小晶核落在挡板上后，会先停留在挡板上，让晶核有足够的时间成长，晶核成长为较大晶体后，就会由于自重，顺着挡板落在罐体底部。挡板还可以防止搅拌的流体运行太过激烈，让晶体之间互相碰撞，把晶体打散打碎或者粘结成团，形成规则迥异的各种晶体，影响结晶效果和产品外观质量。

综上所述，本发明取得了以下效果：

1.借助冷却腔一和冷却腔二的配合，实现了换热面积的增大，提高了换热效率；

2.借助叶轮和挡板的配合，实现了结晶品质的提高。

附图说明

图1为本实施例中用于表现整体结构的示意图；

图2为图1中用于表现叶轮具体结构的a处放大示意图；

图3为本实施例中用于表现挡板的排列方式的示意图；

图4为本实施例中用于表现物料竖直方向运动方式的示意图；

图5为本实施例中用于表现物料水平方向运动方式的示意图。

图中，1、罐体；11、冷却腔一；12、进水口一；13、出水口一；2、反应器；21、冷却腔二；22、进水口二；23、出水口二；3、叶轮；31、叶片；32、电机；4、挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。、

实施例：一种高效结晶系统，如图1、图4和图5所示，包括罐体1，罐体1内设置有圆筒形并上下开口的反应器2，反应器2与罐体1的轴线共线，反应器2中间设置有用于将物料抬升的叶轮3，罐体1上方设置有驱动叶轮3自转的电机32。叶轮3可以把底部的液体提升起来，在反应器2内进行热交换，达到温度均匀一致，再经过反应器2上口，流到反应器2外部，到达外部的养晶区，在这个区域内，小的晶种通过热交换，晶体以晶种为凝固点，包围在晶种周围，晶体逐渐长大，最后成长成大颗粒的晶体，随着晶体的长大，比重越来越大，会逐渐下沉到结晶罐的底部，然后大的晶体重量重，会沉淀在底部，小颗粒的晶体重量轻，会漂在大晶体的上面，然后通过反应器2又重新进入内部反应破碎，再经过养晶区重新成长，如果往复循环，达到大晶体在下部，晶体的形状、尺寸都能成长得比较好，提升结晶的品质。

如图1所示，罐体1的侧壁内开设有供冷却水流动的冷却腔一11，罐体1上开设有连通冷却腔一11的进水口一12和出水口一13。反应器2的壳体内开设有冷却腔二21，反应器2上开设有凸出罐体1的进水口二22和出水口二23，进水口二22和出水口二23连通冷却腔二21。通过冷却腔一11和冷却腔二21配合，提高了热交换区域的面积，大大提升了热传递的效率。

如图1所示，反应器2的上下开口设置喇叭形。喇叭形的开口可以引导物料进入或离开反应器2，提高了物料移动的效率，提高了物料循环的速度。

如图2所示，叶轮3包括四片叶片31，每片叶片31设置为扇形，四片叶片31与水平面分别形成逐渐增大的夹角，叶片31具有扇形结构，有很大的水平投影面积，防止在流体提升过程中，小型晶体的回流下沉，提高了生产稳定性。

如图2所示，叶片31设置为螺旋曲面，具有较大的水平投影面积，大叶片螺旋形状叶片；螺旋曲面的叶片31在转动时，会产生很强的轴向提升力，把晶体从底部吸上来，夹带晶体的液体可以在反应器2中进行螺旋上升，从而大大提高换热效率，同时也减少了物料产生的径向流，避免大量径向流冲击反应器2内壁，并产生径向剪切力，破坏晶体的颗粒的成长。减少径向流，也可以防止径向剪切力对搅拌的上下流型产生破坏，导致一部分晶体回流到底部。

如图2所示，叶片31的端角处倒圆角。螺旋流线型的叶片31可以降低能耗，比原来的框式搅拌器，节能20％以上。

如图1和图3所示，反应器2的外侧壁同心阵列有多层挡板4，罐体1内壁同样设置有挡板4，挡板4向下倾斜，反应器2的挡板4和罐体1的挡板4交错排列，相邻挡板4之间存在空隙。在养晶区形成的细小晶核落在挡板4上后，会先停留在挡板4上，让晶核有足够的时间成长，晶核成长为较大晶体后，就会由于自重和流体流动的推力，顺着挡板4落在罐体1底部。挡板4还可以防止搅拌的流体运行太过激烈，让晶体之间互相碰撞，把晶体打散打碎或者粘结成团，形成规则迥异的各种晶体，影响结晶效果和产品外观质量。