结晶操作目前普遍存在传热性能低,停留时间较长,晶粒大小不均匀,晶型不规则的问题。因此研究和改善结晶罐,特别对大型结晶罐中介质温度和浓度的均匀性,提升生产效率、降低能耗,具有重要的实际工程意义。本文以结晶学和结晶设备知识为基础,重点介绍了柠檬酸的结晶机理及螺带式搅拌器和螺旋导流板夹套的结构特点和传热系数计算公式,并通过分析强化传热机制和热力计算模型对某柠檬酸厂冷却结晶罐进行了改造设计,以双螺带式搅拌器代替框式、以螺旋导流板夹套代替普通夹套,完成了新型结晶罐的结构设计和工艺计算。计算结果表明,罐内的传热系数提高了约2.5倍,夹套侧传热系数提高约5.5倍。并且通过Fluent软件分别对双螺带式搅拌器和螺旋导流板夹套进行了数值模拟,对比了流场分布和温度场分布,进一步说明了新型结晶罐的强化传热性能和流体力学性能。本文最后对新型结晶罐进行了工程应用考核。现场数据实测结果表明,与改造前结晶罐相比较,强化传热效果显著,同时验证了这次改造的成功。为今后冷却结晶罐的设计应用提供了技术依据。