CN206518915U

CN206518915U - 强制内循环结晶器

Info

Publication number: CN206518915U
Application number: CN201720003930.1U
Authority: CN
Inventors: 刘大伟; 娄长征
Original assignee: Jilin Vinda Mechanical Equipment Co Ltd
Current assignee: Jilin Vinda Mechanical Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2027-01-04

Abstract

本实用新型涉及一种强制内循环结晶器，用于制药、化工、生物工程和环保废液回收等领域。在壳体内，下部固定安装加热器，导流筒的下半部分设置在加热器的中间；在壳体内，上部依次为蒸发室、清液沉降区和结晶室；轴流泵连接壳体的底端；壳体的顶端设置有二次蒸汽出口，侧面设置有产品出口、蒸汽进口、凝结水出口，底端侧面设置物料进与导流筒相连通。优点在于：节能环保，占地面积减少30%以上，设备投资减少8%左右。一次收率提高15%以上，减轻后面工序压力。改善了料液在结晶器内的流动状态，无死区。温差梯度小，器内晶核稳定，极大降低了细晶的数量，粒度分布窄，成品质量好。减少了晶粒的破碎量。极大的减少了二次成核的机会。实用性强。

Description

强制内循环结晶器

技术领域

本实用新型涉及制药、化工、生物工程和环保废液回收等领域，特别涉及一种强制内循环结晶器。用于味精、苏氨酸、赖氨酸盐酸盐、缬氨酸等氨基酸产品，以及硫酸铵、葡萄酸钠、硫酸镁等盐类等产品的结晶。

背景技术

随着工业生产向大型化、自动化和节能环保方向的发展，蒸发结晶器目前主要有强制循环结晶器、DTB蒸发结晶器和奥斯陆蒸发结晶器三种结晶器，均在味精，苏氨酸，赖氨酸盐酸盐，缬氨酸硫酸铵，葡萄碳酸钠，硫酸镁盐类等产品生产中进行使用。

1）强制循环蒸发结晶器（FC型结晶器）

强制循环蒸发结晶器简称FC( Forced Circulation )型结晶器，是一种晶浆循环式连续结晶器。操作时，料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温(通常为2~6℃)，但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器生产能力大，但产品的粒度分布较宽。产品粒度约在0.2~4mm 的范围。

强制循环蒸发结晶器***的结晶室有锥形底，晶浆从锥底排出后，经循环管用轴流式循环泵送过换热器，被加热或冷却后，重又进入结晶室，如此循环不已，故这种结晶器属于晶浆循环型。晶浆排出口位于接近结晶室锥底处，而进料口则在排料口之下的较低位置上。

强制循环蒸发结晶器广泛应用于化工、轻工、医药等行业生产，废水蒸发结晶处理。在氨基酸及盐类行业实际应用中，由于晶体颗粒范围大；晶体参与二次结晶，造成产品品型不好；且占地面积较大，逐渐退出该行业。

2）DTB型蒸发结晶器

DTB型蒸发结晶器是上世纪五十年代的一种晶浆循环式连续结晶的高效能结晶器。其设有内外两个循环***，操作时，料液自循环管下部加入，与离开结晶室顶部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温，但不发生蒸发。结晶室通过自身搅拌，实现内循环，热晶浆进入结晶室通过循环后在顶部沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。长大到一定颗粒后，产品晶浆经淘析柱沉降排出。产品粒度分布较窄。

DTB型蒸发结晶器***的结晶室有上部有搅拌器，在锥形底部进行强制内循环，晶浆从锥底由中心管向上部进入沸腾室，蒸发后，清母液由上部溢流排出，晶浆液由中心管四周向下循环。中心管与挡板通道的部分清浆液由循环泵抽出进入加热器实现外循环，如此循环不已。成熟的晶粒经沉降进入淘析柱，进入分离机分离后形成产品。强制循环蒸发结晶器广泛应用于化工、轻工、医药等行业生产，废水蒸发结晶处理。

3）奥斯陆蒸发结晶器

奥斯陆（OSLO）型蒸发结晶器也称奥斯陆结晶器是2 0 世纪2 0 年代由挪威人Jeremiassen提出的，也常称之为Krystal结晶器或粒度分级型结晶器。是一种晶浆外部循环结晶器。操作时，有细微晶粒的料液自结晶室的上部流入循环泵，在其入口处会同新加入的料液一起打入加热器加热后进入蒸发室闪蒸，浓缩降温的过饱和溶液经中央的大气腿进入结晶室底部，与流化的晶粒悬浮液接触，在这里消除过饱和度并使晶体生长，液体上部的细晶在分离器中通蒸汽溶解并送回闪蒸。经沉降在底部取出成品，如此反复循环。

奥斯陆（OSLO）型蒸发结晶器的特点是溶液从结晶器上部流出，进入强制循环泵，通过可使溶液产生过饱和度的装置后进入结晶器中心降液管，逐渐形成结晶，长大后的结晶沉于结晶器底部，取出为产品。在物料循环过程中，多采用清母液循环，晶体不参加循环因此不易被破碎，结晶自结晶器中部取出不受沉降限制，晶体生长环境好，所以晶体粒径大，可达6-20目，即3 mm大。结晶器内不需要搅拌。

在味精生产过程中，使用上述结晶器，主要存在以下几个缺点：

第一、设备投资较大，占地面积较大，能耗较高；

第二、设备内存在堆积和堵塞现象；

第三、不同程度出现伪晶，破碎晶、细晶较多；

第四、不同程度出现只浓缩不结晶；

第五、一次结晶收率相对较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种强制内循环结晶器，解决了现有技术存在的上述问题。通过优化各部结构和加热器与蒸发室一体化的方式解决了现有技术存在的设备投资较大，占地面积较大，能耗较高的问题；通过结构优化无死角和使物料始终处于流化状态的方式解决了现有技术存在的设备内存在堆积和堵塞现象的问题；通过避免在蒸发浓缩过程中，不出现雾滴飞溅，不产生二次结晶，以及细晶始终循环处于长晶状态，待晶粒成长到合格后，进行有效分离出来，有效提高晶浆颗粒与浓缩后物料间的分子吸附交换效率来解决了现有技术存在的易出现伪晶，破碎晶、细晶较多的问题；通过降低蒸发温度和不间断产生新晶种解决了现有技术存在的只浓缩不结晶的问题；通过搅拌器的结构及结晶温度、进出料浓度的调整达到出料合格颗粒所占比例高、浓度高解决了现有技术存在的一次结晶收率相对较低的问题。本实用新型根据味精、苏氨酸、赖氨酸盐酸盐、缬氨酸硫酸铵、葡萄碳酸钠、硫酸镁盐类等产品的结晶特点和总结以往使用强制循环结晶器、DTB型蒸发结晶器和奥斯陆（OSLO）型蒸发结晶器的优缺点的基础上，专门开发的结晶器。目前已在某企业投入使用，产品质量得到优化，投资成本显著下降，节能降耗均得到显著提高。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

强制内循环结晶器，在壳体12内，下部固定安装加热器2，导流筒3的下半部分设置在加热器2的中间；在壳体12内，上部依次为蒸发室5、清液沉降区11和结晶室4；轴流泵1连接壳体12的底端；壳体12的顶端设置有二次蒸汽出口10，侧面设置有产品出口7、蒸汽进口8、凝结水出口9，所述产品出口7与结晶室4相对应，蒸汽进口8与加热器2的上部相对应，凝结水出口9与加热器2的下部相对应；壳体12的底端侧面设置物料进口6与导流筒3相连通。

所述的加热器2为列管形式，并设在设备内部。

本实用新型将蒸发室、结晶室、加热器等组成一体化设备，组成后优化各部结构，使其处于圆滑过渡状态，便于浆液的流动和晶体的流态化；若实现内循环，仅靠加热器自身热动力是不足的，在底部增加轴流泵增加循环动力，且在蒸发室上部有大量上清液，且与循环晶浆液温度梯度较小，以解决蒸发室沸腾液体表面产生过饱和趋势强烈产生大量晶核现象，避免二次晶核的产生（俗称伪晶），同时也解决了蒸发沸腾产生的雾滴飞溅造成的结垢现象。通过精准计算确定晶体采集区，其他晶浆液参与循环，使细晶在循环动力作用下，晶粒与液体之间液膜变薄，助长晶粒不断生长，长成一定粒度后，在采集区被取出。采出的成品粒度分布极窄，成品质量好。同时，由于细晶参与循环不会出现不结晶的现象，而且提高了一次收率。

本实用新型的有益效果在于：

1）、由于一体化设备，占地面积减少30%以上，设备投资减少8%左右，每蒸发一吨水节能在15Kwh（相当于4Kg碳排放），每年减少2.82吨碳排放量。每年电耗节约10万元（每年按330天计算）。

2）、一次收率提高15%以上，减轻后面工序，如离心机、干燥机压力。

3）改善了料液在结晶器内的流动状态，无死区。

4）、温差梯度小，器内晶核稳定，有利于晶粒长大，能够实现合格颗粒与小颗粒的有效分离，极大降低了细晶的数量，粒度分布窄，成品质量好。

5）、采用轴流泵推进方式，减少了晶粒的破碎量。

6）、蒸发室蒸发表面为浓度较低的上清液，极大的减少了二次成核的机会。

7）可灵活设计成一效，二效，三效，四效，及多效形式，节能效果显著。实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、轴流泵；2、加热器；3、导流筒；4、结晶室；5、蒸发室；6、物料进口；7、产品出口；8、蒸汽进口；9、凝结水出口；10、二次蒸汽出口；11、清液沉降区；12、壳体。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

参见图1所示，本实用新型的强制内循环结晶器，包括轴流泵1、加热器2、导流筒3、结晶室4、蒸发室5，在壳体12内，下部固定安装加热器2，导流筒3的下半部分设置在加热器2的中间；在壳体12内，上部依次为蒸发室5、清液沉降区11和结晶室4；轴流泵1连接壳体12的底端；壳体12的顶端设置有二次蒸汽出口10，侧面设置有产品出口7、蒸汽进口8、凝结水出口9，所述产品出口7与结晶室4相对应，蒸汽进口8与加热器2的上部相对应，凝结水出口9与加热器2的下部相对应；壳体12的底端侧面设置物料进口6与导流筒3相连通。

所述的加热器2为列管形式，并设在设备内部。

参见图1所示，本实用新型的工作过程是在负压状态下进行的，结晶原料由物料进口6进入设备内，在轴流泵1的驱动下进入加热器2，再通过中间的导流筒3回到下部实现循环。蒸汽热源由蒸汽进口8进入加热器2，同物料进行热交换，形成的冷凝水从凝结水出口9排除。结晶物料在加热器2内得到加热后，在蒸发室5内得以蒸发，产生的二次蒸汽通过二次蒸汽出口10排除，物料得以浓缩。由于清液沉降区11流速比较慢，浓缩后的物料在沉降区得到沉降、聚集，在达到一定浓度后，产生晶体，由产品出口7排出。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种强制内循环结晶器，其特征在于：在壳体（12）内，下部固定安装加热器（2），导流筒（3）的下半部分设置在加热器（2）的中间；在壳体（12）内，上部依次为蒸发室（5）、清液沉降区（11）和结晶室（4）；轴流泵（1）连接壳体（12）的底端；壳体（12）的顶端设置有二次蒸汽出口（10），侧面设置有产品出口（7）、蒸汽进口（8）、凝结水出口（9），所述产品出口（7）与结晶室（4）相对应，蒸汽进口（8）与加热器（2）的上部相对应，凝结水出口（9）与加热器（2）的下部相对应；壳体（12）的底端侧面设置物料进口（6）与导流筒（3）相连通。

2.根据权利要求1所述的强制内循环结晶器，其特征在于：所述的加热器（2）为列管形式，并设在设备内部。