一种防堵塞冷却结晶器、冷却结晶方法及其应用

1.本发明属于冷却结晶设备领域，涉及一种防堵塞冷却结晶器、冷却结晶方法及其应用。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们对电力的需求正不断地增加。在我国的电力行业中，火电比重显著高于水力及可再生电力，煤电在火电中的比重居高不下且这一趋势仍将长期保持。煤电往往产生大量的废弃物粉煤灰，其堆存不仅严重侵占土地资源，也存在较大的环境污染隐患，因此，需要对粉煤灰进行综合治理与回收。
3.粉煤灰中含有大量的铝、铁、硅等元素，通过处理可有效应用于电解铝生产、土壤改良剂等领域，根据不同煤粉的来源，粉煤灰中还可能存在铬、铅、镍等重金属元素以及稼、铌等稀有金属元素，具有回收利用的价值。目前，我国的粉煤灰利用仍以生产水泥、地面砖等低经济附加值产品为主，有价成分的高价值利用效率偏低，这造成了有价元素的严重浪费，不利于粉煤灰资源化利用的可持续发展，因此仍然不断发展并改善粉煤灰有价成分的提取分离技术，以达到高价值回收的目标和要求。
4.目前，粉煤灰有价成分提取的方法主要包括酸浸法、碱浸法及氯化法等，其中，氯化法因工艺简单，处理效率高，产渣量较其他方法显著减少，受到人们关注。但氯化法存在的问题是：所得气态氯化产物极易在冷却壁或冷却盘管表面爆发成核结晶，从而导致冷却结晶器的堵塞；而且，由于氯化铁、氯化铝、氯化硅等气态产物的凝固温度区间相差不大，采用常规冷却结晶器会导致局部过冷现象，从而导致产品纯度下降。
5.现阶段，针对于气体产物或待冷气态产物进行冷却结晶的设备及方法已有一些相关报道：
6.cn216986963u公开了一种连续捕集气相均酐的薄壁捕集器主要适用于均酐催化剂中试评价装置中反应器出口气体中均酐的捕集，包括折流捕集箱和接料桶，按气体流动方向分别称为一捕、二捕、三捕、四捕，反应器出口的气体按顺序流过各捕集器并在箱体内壁上冷却结晶。在捕集器箱体外壁上设置了固定敲击杆，可以敲击箱壁上的物料，同时在箱体内设有活动敲击杆，主要用于清除附着在捕集器折流板上的均酐物料。
7.cn215741889u提出了一种三聚氯氰结晶尾气的回收再利用装置，包括依次连通的气体发生装置、一级结晶器、冷却结晶器和除尘装置，气体发生装置包括第一进料口和第一出气口，一级结晶器通过第一出气口与气体发生装置连通，一级结晶器和除尘装置分别具有第一出料口和第二出料口，除尘装置还具有第二出气口，还包括与第二出气口连通的隔膜压缩机，连通气体发生装置和隔膜压缩机的第一通道。该装置可以解决了相关技术中的氯气、氯氰、三聚氯氰等资源的浪费的问题。
8.cn113860338a公开了本发明涉及一种高纯无水氯化铍的制备和提纯装置其气路系统通过主进气口路与氯化反应器连通，氯化反应器与冷凝器连接，并通过管路与多级旋风分离器连通；多级旋风分离器和尾气吸收系统通过管路连通，装置可以除去原料中硅、铝
和铁杂质，在冷凝器底端接收器中得到高纯无水氯化铍固体。
9.cn113651725a公开了三聚氰胺尾气再利用制备双氰胺的系统及方法，将三聚氰胺尾气的一部分通过冷气压缩机通入结晶器中，一部分通入反应器中，同时通入少量二氧化碳，反应得到单氰胺气体，将含有固体杂质的单氰胺气体经过第一过滤器过滤后，在聚合反应器中聚合得到双氰胺气体，将双氰胺气体中含有的固体杂质经过第二过滤器过滤后，进入以三聚氰胺尾气为工艺冷气的结晶器中冷却结晶后，在捕集器中收集得到双氰胺固体，气体一部分作为工艺气再用，一部分作为工艺尾气处理后再用。
10.上述设备和方法在一定程度上可满足气体产物冷却和分离问题，且也涉及了用工艺气为冷却介质进行冷凝过程温度控制，但上述专利仍采用常规冷却设备，对结晶堵塞和结晶温度控制问题未能提供有效解决方案。


技术实现要素：

11.鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防堵塞冷却结晶器、冷却结晶方法及其应用，该防堵塞冷却结晶器的壳体上有进气口、出气口、冷却介质喷口及保护气进口，内部设置有连接在保护气进口的冷却壁夹层，冷却壁夹层包括朝向进气口的第一冷却壁，第一冷却壁上设置有阵列排布的细孔，用于保护气在壳体内部形成朝向进气口的气墙。待冷气态产物从进气口进入并与气墙接触时，能提高冷却的热传输效率，提升降温速度，同时有效阻止待冷气态产物与冷却壁的直接接触，防止冷凝固体在冷却壁表面爆发成核而导致冷却器堵塞；冷却介质从喷口喷入可实现冷却温度的精准调控，且可以充当晶核促进结晶，避免过冷；以上两者的协同作用可以保证气态产物实现高效的冷却，同时有效防止冷却过程设备堵塞。
12.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
13.第一方面，本发明提供了一种防堵塞冷却结晶器，包括壳体，所述壳体的上部设置有进气口、出气口、冷却介质喷口及保护气进口，所述壳体的底部开设有出料口；
14.在所述壳体的内部设置有冷却壁夹层，所述冷却壁夹层为具有空腔的半密封结构，所述空腔在所述冷却壁夹层的一侧开口并连接于所述保护气进口；所述冷却壁夹层包括朝向所述进气口的第一冷却壁及与所述第一冷却壁相对且背离所述进气口的第二冷却壁；所述第一冷却壁上设置有阵列排布的细孔，用于所述空腔内的保护气在所述壳体的内部形成朝向所述进气口的气墙。
15.本发明提供了一种高效冷却结晶且防堵塞的冷却结晶器，通过在冷却结晶器内设置冷却壁夹层，使保护气通过冷却壁夹层上阵列排布的细孔在壳体内部生成朝向待冷气态产物进气口的保护性气墙，从而将待冷气态产物与冷却壁之间进行隔离，此举不仅可提高气体产物的冷却过程的热传输效率，加速气态产物的温度下降，同时也可有效阻止气态产物与冷却壁的直接接触，防止冷凝固体在冷却壁表面爆发成核而导致的冷却器堵塞；本发明通过将一定温度的冷却介质由冷却介质喷射口喷入，可实现冷却温度的精准调控，所述冷却介质可以是固态、液态或气态中的任意一种或至少两种的组合，这些冷却介质可作为晶核，促进气态产物的结晶，避免过冷现象的产生，通过以上的协同作用可保证气体产物在本发明所述的冷却器中实现高效冷却结晶过程，且可有效防止冷却过程设备堵塞。
16.进一步地，本发明可以根据要处理的待冷气态产物的种类，对冷却壁夹层与进气
口之间的位置、阵列排布的细孔的孔径、孔总面积、孔的水平夹角等装置结构参数进行调整，并调节和搭配特定的待冷气态产物、冷却介质及保护气的喷入速度和温度，使得高效冷却结晶及防堵塞的效果达到最佳，以适应不同的冷却结晶过程。
17.以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
18.作为本发明优选的技术方案，所述进气口设置于所述壳体的侧壁上，所述冷却介质喷口设置于所述壳体的顶面上且位于所述进气口与所述第一冷却壁之间。
19.优选地，所述出气口设置于与所述进气口相对的所述壳体的另一侧的侧壁上。
20.当待冷气态产物从侧壁上的进气口通入本发明所述防堵塞冷却结晶器时，冷却壁夹层的设置改变了待冷气态产物在内部的流动，使得待冷气态产物进入防堵塞冷却结晶器下方的腔体，再通过冷却壁夹层的第二冷却壁与出气口之间的空间，然后从出气口排出所述防堵塞冷却结晶器，因此，待冷气态产物在内部会在第一冷却壁面附近、第二冷却壁、进气口所在壳体内壁面、壳体下方内部腔体墙壁等位置进行冷却。当不设置所述冷却壁夹层时时，待待冷气态产物从进气口进入后，直接从出气口排出，导致待冷气态产物在所述冷却结晶器中的停留时间过短，冷却效率低；因此，冷却壁夹层的设置能有效提高气体停留时间，但待冷气态产物直接在冷却壁面冷却时，会因过冷而易结垢，因此通过对冷却壁夹层进行设置而增加气墙，其目的是使气体无法接近并与冷却壁面直接接触，同时又达到延长停留时间的目的。
21.作为本发明优选的技术方案，所述保护气进口设置于所述壳体的顶面且位于所述冷却介质喷口与所述出气口之间。
22.优选地，所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的30％～70％，例如30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％或70％等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23.因冷却壁夹层连接于保护气进口，故所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的30％～70％，即为，所述冷却壁夹层(忽略第一冷却壁与第二冷却壁之间的宽度)与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的30％～70％。
24.作为本发明优选的技术方案，所述第一冷却壁上的所述阵列排布的细孔为蜂窝状排布方式。
25.优选地，所述阵列排布的细孔的孔径为0.05～1mm，例如0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或10mm，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26.优选地，所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积的70％～95％，例如70％、75％、80％、85％、90％或95％等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27.优选地，由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部倾斜，且所述阵列排布的细孔的水平夹角为0
°
～20
°
，例如0
°
、2
°
、4
°
、6
°
、8
°
、10
°
、12
°
、14
°
、16
°
、18
°
或20
°
等，但并不仅限于所列举的数值，上
述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
28.当阵列排布的细孔的水平夹角为0
°
时，即为阵列排布的细孔与水平面平行设置，之所以按特定的倾斜方向和倾斜角度设置细孔，目的在于防止待冷气体因流速原因过大在细孔开口位置析出，该部分晶体在细孔处淤积而导致的细孔堵塞。
29.作为本发明优选的技术方案，所述出料口连接有关风器。
30.优选地，在所述壳体中，所述出气口所在的侧壁具有倾斜地向所述出料口延伸的斜面。
31.作为本发明优选的技术方案，所述壳体的材质及所述冷却壁夹层的材质均包括第一材质及第二材质。
32.优选地，所述第一材质包括碳钢和/或玻璃钢。
33.优选地，所述第二材质包括不锈钢、纯钛、聚四氯乙烯或纯镍中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例包括不锈钢与纯钛的组合、不锈钢与聚四氯乙烯的组合、不锈钢与纯镍的组合、纯镍与纯钛的组合、纯钛与聚四氯乙烯的组合、聚四氯乙烯与纯镍的组合。
34.优选地，所述壳体的外壁的材质为第一材质，所述壳体的内壁的材质为第二材质。
35.优选地，所述冷却壁夹层的外壁的材质为第二材质，所述冷却壁夹层的内壁的材质为第一材质。
36.因冷却结晶器的内部需要与具有腐蚀性的氯化气体接触，因此，优选外壳的内壁及冷却壁夹层的外壁为耐腐蚀性材质。
37.优选地，所述壳体的外部安装有加热丝和/或保温层。
38.作为本发明优选的技术方案，所述冷却介质喷口包括圆口、螺旋形口、空心锥切线形口或烟斗式喷嘴口中的任意一种。
39.第二方面，本发明提供了一种冷却结晶方法，所述方法采用第一方面所述的防堵塞冷却结晶器，所述方法包括如下步骤：
40.s1从所述冷却介质喷口中向所述壳体内部射入冷却介质；将保护气经保护气进口送入所述冷却壁夹层的空腔中，并由所述第一冷却壁上的所述阵列排布的细孔形成朝向进气口的气墙；
41.s2将待冷气态产物从所述进气口送入壳体内部并与冷却介质接触降温，得到的固体产物下落至壳体底部进行收集，再由出料口排出。
42.作为本发明优选的技术方案，所述冷却介质通过所述冷却介质喷口的速度为1～60cm/s，例如1cm/s、5cm/s、15cm/s、20cm/s、25cm/s、30cm/s、35cm/s、40cm/s、45cm/s、50cm/s、55cm/s或60cm/s等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
43.优选地，所述保护气通过所述保护气进口的速度为1～60cm/s，例如1cm/s、5cm/s、15cm/s、20cm/s、25cm/s、30cm/s、35cm/s、40cm/s、45cm/s、50cm/s、55cm/s或60cm/s等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
44.优选地，所述待冷气态产物通过所述进气口的速度为1～20cm/s，例如1cm/s、2cm/s、4m/s、6cm/s、8cm/s、10cm/s、12cm/s、14cm/s、16cm/s、18cm/s或20cm/s等，但并不仅限于所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
45.第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的冷却结晶方法在氯化法处理粉煤灰中的应用。
46.与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
47.(1)本发明所述防堵塞冷却结晶器在内部产生气墙，可提高待冷气态产物冷却过程的热传输效率，加速待冷气态产物的温度下降速率，同时也可有效阻止待冷气态产物与冷却壁的直接接触，防止冷凝固体的在冷却壁表面爆发成核而导致的冷却器堵塞；通过将一定温度的冷却介质由冷却介质喷射口喷入，可实现冷却温度的精准调控，同时冷却介质也可作为晶核，促进气体产物的结晶，避免过冷现象的产生，其协同作用可保证气体产物实现高效的冷却结晶过程，且可有效防止冷却过程设备堵塞；
48.(2)本发明通过对冷却壁夹层上的第一冷却壁的孔径大小、总孔面积、孔的水平夹角的变化来对气墙的结构和气流分布进行调整，并通过调整冷却壁夹层(保护气进口)与进气口的位置关系、待冷气态产物、冷却介质及保护气的进气速率，进一步调节三者在壳体内部的互相作用，进而进一步提高冷却结晶和防堵塞的效果。
附图说明
49.图1是实施例1所述防堵塞冷却结晶器的结构示意图；
50.图中：1-壳体、2-进气口、3-出气口、4-冷却介质喷口、5-保护气进口、6-出料口、7-冷却壁夹层、71-空腔、72-第一冷却壁、73-阵列排布的细孔、74-第二冷却壁、8-斜面、9-关风器。
具体实施方式
51.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
52.实施例1
53.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，其示意图如图1所示，由图中可以看出：
54.所述防堵塞冷却结晶器包括壳体1，所述壳体1的上部的一侧侧壁设置有进气口2，与所述进气口2相对的所述壳体1的另一侧的侧壁上设置有出气口3；所述壳体1的上部的顶面还设置有冷却介质喷口4及保护气进口5，所述冷却介质喷口4设置于所述进气口2与所述保护气进口5之间；所述保护气进口5设置于所述冷却介质喷口4与所述出气口3之间；所述壳体1的底部开设有出料口6；所述出料口6连接有关风器9；
55.所述进气口2、所述冷却介质喷口4及所述保护气进口5分别连接进气管、冷却介质进管及保护气进管，分别用于向壳体1内部输送待冷气态产物、冷却介质与保护气；
56.所述保护气进口5与所述进气口2所在侧壁的水平间距占所述进气口2所在侧壁与所述出气口3所在侧壁的水平间距的45％；在所述壳体1中，所述出气口3所在的侧壁具有倾斜地向所述出料口延伸的斜面8；
57.在所述壳体1的内部设置有冷却壁夹层7，所述冷却壁夹层7为具有空腔71的半密封结构；所述冷却壁夹层7包括朝向所述进气口2的第一冷却壁72及与所述第一冷却壁72相对且背离所述进气口2的第二冷却壁74；所述第一冷却壁71的顶端边缘与所述第二冷却壁72的顶端边缘均连接于所述保护气进口5，所述第一冷却壁71的其他边缘与所述第二冷却
壁72的其他边缘对应相连，形成密封并留有空腔71，即，所述空腔71在所述冷却壁夹层7的一侧开口并连接于所述保护气进口5，用于保护气从所述保护气进口5进入所述冷却壁夹层7中；
58.所述第一冷却壁72上设置有蜂窝状阵列排布的细孔73，用于所述空腔71内的保护气在所述壳体1的内部形成朝向所述进气口2的气墙；阵列排布的细孔73的孔径为0.5mm；所述阵列排布的细孔73的总孔面积占所述第一冷却壁72的一侧表面面积的95％；由所述第一冷却壁72靠近空腔71的内表面到远离所述空腔71的外表面，每个所述阵列排布的细孔73朝向所述壳体1的底部(出料口6)倾斜，且所述阵列排布的细孔73的水平夹角为10
°
；
59.所述壳体1的外壁的材质为碳钢，所述壳体1的内壁的材质为不锈钢；所述冷却壁夹层7的外壁的材质为纯钛，所述冷却壁夹层7的内壁为玻璃钢；所述壳体1的外部安装有加热丝及保温层；所述冷却介质喷口4为螺旋形口。
60.实施例2
61.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的60％、阵列排布的细孔的孔径为0.1mm；所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积的90％；由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部倾斜，且所述阵列排布的细孔的水平夹角为15
°
；除以上外，其他条件与实施例1完全相同。
62.实施例3
63.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的50％、阵列排布的细孔的孔径为0.25mm；所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积的92％；由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部倾斜，且所述阵列排布的细孔的水平夹角为18
°
；除以上外，其他条件与实施例1完全相同。
64.实施例4
65.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的70％、阵列排布的细孔的孔径为1mm；所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积的80％；由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部倾斜，且所述阵列排布的细孔的水平夹角为5
°
；除以上外，其他条件与实施例1完全相同。
66.实施例5
67.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距由45％调整到25％外，其他条件与实施例1完全相同。
68.实施例6
69.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧
壁的水平间距由45％调整到30％外，其他条件与实施例1完全相同。
70.实施例7
71.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距由45％调整到70％外，其他条件与实施例1完全相同。
72.实施例8
73.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述保护气进口与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距由45％调整到75％外，其他条件与实施例1完全相同。
74.实施例9
75.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的孔径由0.5mm调整到0.02mm外，其他条件与实施例1完全相同。
76.实施例10
77.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的孔径由0.5mm调整到0.05mm外，其他条件与实施例1完全相同。
78.实施例11
79.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的孔径由0.5mm调整到1mm外，其他条件与实施例1完全相同。
80.实施例12
81.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的孔径由0.5mm调整到1.3mm外，其他条件与实施例1完全相同。
82.实施例13
83.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积由95％调整到65％外，其他条件与实施例1完全相同。
84.实施例14
85.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积由95％调整到70％外，其他条件与实施例1完全相同。
86.实施例15
87.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中除了将所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积由95％调整到98％外，其他条件与实施例1完全相同。
88.实施例16
89.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的顶部(冷却介质喷口)倾斜，且所述阵列排布的细孔的水平夹角为10
°
，其他条件与实施例1完全相同。
90.实施例17
91.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，所述阵列排布的细孔与水平面平行，即，将所述阵列排布的细孔的水平夹角由10
°
调整到0度，其他条件与实施例1完全相同。
92.实施例18
93.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部(出料口)倾斜，且将所述阵列排布的细孔的水平夹角为10
°
调整为20
°
，其他条件与实施例1完全相同。
94.实施例19
95.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中，由所述第一冷却壁靠近空腔的内表面到远离所述空腔的外表面，每个所述阵列排布的细孔朝向所述壳体的底部(出料口)倾斜，且将所述阵列排布的细孔的水平夹角为10
°
调整为30
°
，其他条件与实施例1完全相同。
96.实施例20
97.本实施例提供了一种防堵塞冷却结晶器，所述防堵塞冷却结晶器中不在所述出气口所在的侧壁设置倾斜地向所述出料口延伸的斜面，其余条件与实施例1完全相同。
98.对比例1
99.本对比例提供了一种冷却结晶器，所述冷却结晶器中不设置冷却壁夹层，其他条件与实施例1完全相同。
100.实施例1-4中所提供的防堵塞冷却结晶器对待冷气态产物进行冷却结晶的方法为：
101.s1从所述冷却介质喷口中向所述壳体内部射入特定温度及物质状态的冷却介质；将保护气经保护气进口送入所述冷却壁夹层的空腔中，并由所述第一冷却壁上的所述阵列排布的细孔形成朝向进气口的气墙；
102.s2将指定温度的待冷气态产物从所述进气口送入壳体内部并与冷却介质接触降温，得到的固体产物下落至壳体底部的中间仓中进行收集，将形成的固体产物通过关风器定期排出。
103.本发明在应用所述防堵塞冷却结晶器进行所述冷却结晶的方法时，应根据防堵塞冷却结晶器内具体的结构特点设置对应的待冷气态产物、冷却介质及保护气的喷入温度及喷入速度，各方面参数互相作用以使冷却结晶的效果和防堵塞的效果达到最佳，例如实施例1-4分别针对不同待冷气态产物冷却结晶时的参数设置可以依照表1记录的数值进行设置。
104.表1
[0105][0106][0107]
表1中，d
冷却壁
代表所述保护气进口(以及与保护气进口连接的冷却壁夹层)与所述进气口所在侧壁的水平间距占所述进气口所在侧壁与所述出气口所在侧壁的水平间距的百分数；r
孔
代表所述阵列排布的细孔的孔径；φ
孔
代表所述阵列排布的细孔的总孔面积占所述第一冷却壁的一侧表面面积的百分数；θ
孔
代表所述阵列排布的细孔的水平夹角；υ
冷却介质
代表冷却介质通过所述冷却介质喷口的速度；υ
保护气
代表保护气通过所述保护气进口的速度；υ
待冷气态产物
代表待冷气态产物通过所述进气口的速度。
[0108]
表2记录了实施例1-4按照表1中的数值进行冷却结晶的效果，同时将实施例5-20及对比例1按照表1中实施例1对应的待冷气态产物的成分、冷却介质、保护气及待冷气态产物的喷入速度来进行冷却结晶测试，所得结果一并记录于表2。
[0109]
表2
[0110]
[0111][0112]
由表2可以看出：d
冷却壁
与冷却器内有效冷却容积有关，d
冷却壁
过小会导致有效冷却容积过小，从而造成冷却效率过低；而d
冷却壁
过大，则造成冷却壁的作用效果降低。r
孔
和φ
孔
共同决定了冷却壁防堵效果，r
孔
过大会导致待冷却气体析出的晶体易于在细孔处淤积，造成堵塞，而r
孔
过小，一方面导致保护气输送压力过大，不利于生产应用；φ
孔
过小易造成冷却产物在冷却壁未开细孔处析出，从而堵塞，而φ
孔
过大会导致冷却壁结构强度降低。θ
孔
与冷却产物在细孔处沉积有关，当θ
孔
为负角度时，冷却产物会因重力作用而堵塞。
[0113]
由以上可以看出，本发明所述防堵塞冷却结晶器中设置冷却壁夹层，在提高冷却效率的同时，能有效阻止待冷气态产物与冷却壁的直接接触，防止冷凝固体在冷却壁表面爆发成核而导致冷却器堵塞；冷却介质从喷口喷入可实现冷却温度的精准调控，且可以充当晶核促进结晶，避免过冷；以上两者的协同作用可以保证气体产物实现高效的冷却，同时有效防止冷却过程设备堵塞。
[0114]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0115]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0116]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0117]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本
发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。