冷却结晶设备

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1587页（1887字）

用于澄清液冷却的设备有间壁传热冷却、直接传热冷却和绝热冷却三大类：

间壁传热的冷却设备有套管冷却器、喷淋冷却器、U形槽冷却器和液膜冷却器。

直接传热的冷却设备有湍球冷却塔、风冷塔。

绝热冷却设备主要为真空结晶器。

目前，各盐化厂常用的冷却设备为：真空结晶器、液膜冷却器、风冷塔和湍球冷却塔。一般采用两段冷却：第一段为真空结晶器，冷却到65℃左右，这时澄清液中约有80%的光卤石析出；第二段多采用风冷塔、液膜冷却器、湍球冷却塔等。

1．真空结晶器 为绝热自蒸发的冷却结晶设备。器内真空度约为93324Pa，相对应的料液沸点为70℃左右。澄清液的温度为100～110℃，进入结晶器内因突然减压，产生巨烈的沸腾，以降低自身的温度来提供沸腾汽化水分所需的潜热，直至澄清液的温度降到70℃左右时为止；同时还有少量的水分蒸发，有利于提高光卤石的析出率。料液冷却的温度只决定于器内的真空度，真空度越高，冷却温度就越低；如真空度达到99390Pa时，冷却温度可降到45℃。

目前使用的真空结晶器有两种：一种为内循环式，另一种为外循环式，见图6－2－16。热的澄清液进入沸腾管，与循环料液混合，在上升过程中，不断汽化产生大量气泡，在沸腾管内形成汽液混合物，其相对密度小于循环管内料液的相对密度，沸腾管与循环管之间产生压差，推动料液不断循环，从而降低其过饱和度，可获得较大粒度的光卤石晶体。实践证明，当过热度控制在3～5℃、料液循环速度达0．3～0．5m／s时，光卤石的结晶粒度较大，操作也较平稳。

图6－2－16 真空结晶器

2．液膜冷却器 结构见图6－2－17。主要用作第二段冷却设备。

图6－2－17 液膜冷却器

真空结器排出的料液(60～70℃)，进入缓冲槽与液膜冷却器内的循环料液混合，再泵入进卤箱，并沿上端有螺旋帽的冷却管内壁呈旋转膜状下降，流入缓冲槽。进水箱底部与冷却管有环状缝隙，当海水流入进水箱后，沿此环缝呈水膜状在冷却管外壁流下，与管内热料液进行热交换，流到集水箱后排入地沟。

液膜冷却器结构紧凑，占地面积小，设备投资较少：但管内壁易结垢，涮车周期短，光卤石颗粒较细，动力消耗较大。

3．湍球冷却塔 结构见图6－2－18，主要用于第二段冷却。

图6－2－18 湍球冷却塔

塔内分若干层，每层底部有筛板，上置空心塑料球。空气自塔底鼓入，塑料球被流化起来。塔上部进入的热料液喷洒在塑料球表面上，因塑料球不断翻滚，空气与料液的接触表面不断更新，强化了传热传质过程。空塔气速、喷淋密度、塑料球的多少及流态化程度，对塔的效率都有明显影响。

该设备不消耗冷却水，涮洗周期较长，结构简单，操作维修方便；但塑料球在塔内高度湍动，磨损较严重，常因而影响塔效率。

4．风冷塔 结构见图6－2－19。主要用于第二段冷却。

图6－2－19 风冷塔

该设备与湍球冷却塔相类似。用圆缺形塔板代替塑料球，克服塑料球易磨损的缺点。冷却效果较好，夏季冷却终温为40℃左右，冬季可达25℃以下。与液膜冷却器相比，冷却温度可降低10℃。料液在冷却过程中有部分水分汽化，光卤石析出更充分些。操作简便，涮洗周期较长。但该设备较高大，耗用较多的钢材。当操作不正常或除沫装置不良时，雾沫夹带较严重。

有的盐化厂第二段冷却也采用真空结晶器，取得了较好的效果。用三级蒸汽喷射泵抽真空，真空度达9990Pa时，冷却温度在40℃左右，可满足冷却工艺的要求。