CS234218B1

CS234218B1 - Fluidized crystallization apparatus for tempering crystallization

Info

Publication number: CS234218B1
Application number: CS151283A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Klicka; Vladimir Javurek
Original assignee: Vladimir Klicka; Vladimir Javurek
Priority date: 1983-03-03
Filing date: 1983-03-03
Publication date: 1985-04-16

Abstract

Vynález se týká fluidního krystalizačního zařízení pro temperační krystalizaci. Podstatou zařízení podle vynálezu je třípláštový krystalizátor, jehož vnitřní prostor se dělí na pracovní prostor, který se nachází ve středu krystalizátoru, na temperační prostor, který je od pracovního prostoru ve svislé části oddělen vnitřním pláštěm, avšak u dna jsou tyto prostory vzájemně propojeny. Třetí prostor je teplosměnný, vymezen středním a vnějším pláštěm, a tvoři uzavřený prostor. Do teplosměnného a temperačního prostoru vstupují tangenciálními vstupy technologická média. Odvod technologické suspenze z pracovního prostoru je proveden centrální trubkou. Odvod produkované krystalické suspenze z pracovního prostoru je proveden hydrostatickým regulovatelným přepadem.The invention relates to a fluid crystallisation device for tempering crystallization. The essence of the device according to the invention is a three-shell crystallizer, the internal space of which is divided into a working space, which is located in the centre of the crystallizer, and a tempering space, which is separated from the working space in the vertical part by an inner shell, but at the bottom these spaces are interconnected. The third space is a heat exchange space, delimited by a middle and outer shell, and forms a closed space. Technological media enter the heat exchange and tempering space through tangential inlets. The technological suspension is drained from the working space through a central pipe. The produced crystalline suspension is drained from the working space by a hydrostatic adjustable overflow.

Description

Vynález se týká fluidního krystalizačního zařízení pro temperační krystalizaci.The present invention relates to a fluidized bed crystallization apparatus for annealing crystallization.

Dosud známé provedení fluidních krystalizačních zařízení sestávají z vlastního krystalizátoru, odděleně umístěného cirkulačního výměníku tepla propojeného s vlastním krystalizátorem potrubním okruhem nucené cirkulace. Takto uspořádaná zařízení potřebují velký stavební prostor, jsou nekompaktní, pro obsluhu i údržbu náročná. Obvykle používané trubkové výměníky mají v důsledku hydrodynamické charakteristiky proudění velký sklon k zanášení trubek vy sediment ovánými či vy sráženými pevnými látkami, čímž dochází ke zhoršení přestupu tepla i ostatních výkonových parametrů. Z toho dále vyplývá zvýšení průtočného odporu a zvýšení rychlosti koroze.The hitherto known embodiment of the fluidized-bed crystallization apparatus consists of the crystallizer itself, a separately placed circulation heat exchanger connected to the crystallizer itself through a forced circulation circuit. Such devices require a large building space, are compact, demanding for operation and maintenance. Conventionally used tube exchangers, due to the hydrodynamic flow characteristics, have a high tendency to clog the tubes with precipitated or precipitated solids, thereby deteriorating heat transfer and other performance parameters. This further results in an increase in flow resistance and an increase in corrosion rate.

Nevýhody známého zařízení jsou odstraněny u fluidního krystalizačního zařízení pro temperační krystalizaci podle vynálezu, sestávajícího z tříplášlového fluidního krystalizátoru a okruhem nucené cirkulace zpracovávané technologické suspenze, přívodu zpracovávaného roztoku a přídavných chemikálií a z okruhu teplonosného média, přičemž tyto okruhy jsou zaústěny do funkčních prostorů tříplášiového fluidního krystalizátoru a přívody přídavných chemikálií a zpracovávaného roztoku do příslušného funkčního prostoru krystalizátoru nebo/a do cirkulačních okruhů, jehož podstata spočívá v tom, že krystalizátor sestáváThe disadvantages of the known apparatus are eliminated in the fluidized-bed crystallization apparatus according to the invention, consisting of a three-shell fluidized bed crystallizer and a forced circulation circuit of the process suspension, a feed solution and additional chemicals and a heat transfer medium circuit. and supplying additional chemicals and the treatment solution to the respective functional space of the crystallizer and / or to the circulation circuits, the principle being that the crystallizer consists of:

234 218234 218

- 2 ze tří obvodových plášťů, přičemž vnitřní plášť, ohraničující pracovní prostor krystalizátoru, je svým horním okrajem připojen mezikruhovým víkem k hornímu okraji vnějšího pláště, střední plášť nedosahuje výše vnitřního pláště ani vnějšího pláště a svým horním okrajem je připojen mezikruhovou přepážkou k vnějšímu plášti, a takto vzniká po celém obvodu mezi vnitřním pláštěm a vnějším pláštěm komora, do níž je tangenciálně zaústěno výtlačné potrubí, přičemž komora je ve svém dnu opatřena mezikruhovým otvorem, vyúsťujícím do temperačního prostoru mezi vnitřním pláštěm a středním pláštěm, jež přecházejí ekvidistantními půlanuloidovými dolů vydutými dny do závěrných kuželů, závěrný kužel vnitřního pláště je směrem nahoru rozevřen a svým horním okrajem je připojen na vnitřní stěnu vnitřního pláště, zatímco závěrný kužel středního pláště se směrem nahoru zužuje až na obvod centrální trubky, ke které je svým horním obvodem připojen, přičemž centrální trubka svým spodním koncem prostupuje kuželem krystalizátoru a její horní konec je ukončen v horní čésti pracovního prostoru, kde je na ni připevněna výstupní komora, z níž vystupuje odtoková trubka, procházející aviale dolů pracovním prostorem a kuželem mimo činný prostor krystalizátoru, přičemž ve dnu výstupní komory je ucpávka, kterou prochází svisle stavitelné odvodní trubka, ukončené svým spodním okrajem ve spodní části pracovního prostoru, zatímco vnější plášť krystalizátoru je na svém spodním okraji připojen mezikruhovým dnem ke spodnímu okraji středního pláště a svým horním okrajem k mezikruhovému víku, a tak je vytvořen mezi vnějším pláštěm a středním pláštěm teplosměnný prostor, kde je na vnější straně středního pláště připojena přepážka ve tvaru šrouhovice a vnější plášť je opatřen tangenciálními hrdly pro přívod a odvod teplosměnného média, které jsou zaústěny do teplosměnného prostoru. Ve spodní části pracovního prostoru je vyústěna- two of the three outer skins, the inner skirt enclosing the working space of the crystalliser, with its upper edge attached by an annular lid to the upper edge of the outer skirt, the middle skirt not reaching the height of the inner skirt or outer skirt; and in this way a chamber is formed around the entire circumference between the inner shell and the outer shell, into which the discharge pipe is tangentially connected, the chamber having a bottom ring opening in its bottom, opening into the tempering space between the inner shell and the middle shell passing through equidistant pollanuloid into the cone, the cone of the inner shell is open upwards and its upper edge is connected to the inner wall of the inner shell, while the cone of the middle shell e narrows upwards to the periphery of the central tube to which it is attached by its upper periphery, the central tube through its lower end passing through the cone of the crystallizer and its upper end terminating in the upper part of the working space where it is attached to it a drain pipe passing through the working space and a cone outside the working space of the crystallizer, with a plug in the bottom of the outlet chamber through which a vertically adjustable discharge pipe passes, terminating at its lower edge in the lower part of the working space; an annular bottom to the lower edge of the central shell and its upper edge to the annular lid, thus creating a heat exchange space between the outer shell and the central shell, where a helical partition is attached to the outer side of the central shell and the outer shell is provided with tangential orifices for the inlet and outlet of the heat transfer medium, which are connected to the heat exchange space. In the lower part of the working space is a mouth

- 3 234 218 nejméně jedna trubka pro přívod přídavných procesních chemikálií.- 3 234 218 at least one pipe for supplying additional process chemicals.

Výhody fluid»ího krystalizačního zařízení pro temperační krystalizaci podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že se výrazně snižují nároky na stavební prostor, stavební konstrukci, technologické a energetické rozvody. Dalěí výhoda je v úsporách provozních nákladů, zvléětě položek na obsluhu a údržbu. Hlavní výhoda spočívá v samotném krystálizačním procesu, zejména v samočisticím účinku zpracovávané technologické suspenze následkem abraze stěn zařízení krystaly při šroubové dráze toku suspenze temperačním, částečně i pracovním prostorem, což umožňuje výrazné prodloužení pracovní periody nepřetržitého provozu.The advantages of the fluidized-bed crystallization apparatus for tempering crystallization according to the present invention are that the demands on the building space, the building structure, the technological and energy distribution are greatly reduced. Another advantage is savings in operating costs, especially maintenance and maintenance items. The main advantage lies in the crystallization process itself, in particular in the self-cleaning effect of the technological suspension to be processed due to the abrasion of the crystal device walls by the screw flow path of the suspension through the tempering, partly also through the working space.

Hlavní využití zařízení podle vynálezu spadá do oblasti energetiky, zejména magnezitového odsiřování spalin hnědouhelných elektráren, kde slouží k separaci siřičitanu hořednatého z mnohosložkové technologické suspenze. Dalěí využití je možné ve výrobě anorganických i organických solí chemického, rudného, farmaceutického, potravinářského a jiného průmyslu.The main application of the device according to the invention is in the field of power engineering, in particular the magnesite flue gas desulphurisation of lignite power plants, where it serves for the separation of magnesium sulphite from a multi-component process suspension. Further use is possible in the production of inorganic and organic salts of chemical, ore, pharmaceutical, food and other industries.

Na přiloženém výkresu je * značen v nárysu příklad provedení fluidního krystalizačního zařízení pro temperační krystalizaci podle tohoto vynálezu s příslušnými okruhy technologických médií.In the accompanying drawing, an example of an embodiment of a fluidized-bed crystallization apparatus for tempering crystallization according to the present invention with respective process media circuits is shown in front view.

Krystalizátor, sestávající ze tří obvodových plášťů, má vnitřní plášť 1, ohraničující pracovní prostor 2, který je svým horním okrajem připojen mezikruhovým víkem 2 K hornímu okraji vnějšího pláště a dále střední plášť 2, nedosahující výše vnitřního ani vnějšího pláště 1, £ a svým horním okrajem připojený mezikruhovou přepážkou 6 k vnějšímu plášti ^a taktoThe crystallizer, consisting of three circumferential shells, has an inner sheath 1 delimiting the working space 2, the upper edge of which is connected by an annular lid 2 to the upper edge of the outer sheath, and an edge attached by an annular partition 6 to the outer shell ^and as follows

234 218234 218

- 4 vzniká po celém obvodu mezi vnitřním a vnějším pláštěm χ, £ komora 2» ^do ní 2 Jé tangenciálně zaústěno výtlačné potrubí Jg, /4, a discharge pipe Jg is arranged tangentially ^{into the} chamber 2 '

přičemž komora 2 je ve ávém dnu opatřena mezikruhovým otvorem, vyúsťujícím do temperačního prostoru 2 mezi vnitřním a středním pláětěm χ, 2» j®8 přecházejí ekvidietantními půlanuloidovými dolů vydutými dny 10 do závěrných kuželů χχ, přičemž závěrný kužel 11 vnitřního pláště χ je směrem nahoru rozevřen a svým horním okrajem připojen na vnitřní stěnu vnitřního pláště X, zatímco závěrný kužel 11 středního pláště 2 ee směrem nahoru zužuje až na obvod centrální trubky χχ, ke které je svým horním obvodem připojen, centrální trubka 12 svým spodním koncem prostupuje kuželem 11 mimo činný prostor a její horní konec je ukončen v horní části pracovního prostoru χ, kde je na ni připevněna výstupní komora χχ, z níž vystupuje odtoková trubka 14. procházející svisle dolů pracovním prostorem 2 a kuželem 11 mimo činný prostor krystalizátoru, přičemž ve dnu výstupní twherein the chamber 2 is provided with an annular aperture in the left bottom opening into the tempering space 2 between the inner and middle skins χ, 2, 28, and the equidistant pollanuloid downwardly concave bottoms 10 into the closing cones χχ, open and its upper edge connected to the inner wall of the inner shell X, while the closing cone 11 of the central shell 2 ee tapering upwards to the periphery of the central tube χχ to which it is attached by its upper periphery space and its upper end is terminated in the upper part of the working space χ, where it is attached to the outlet chamber χχ, from which the outlet pipe 14 extends vertically down through the working space 2 and the cone 11 outside the active space of the crystallizer.

komory 13 je ucpávka 15. kterou prochází svisle stavitelná odvodní trubka Já, která je svým spodním okrajem ukončena ve spodní části pracovního prostoru 2, Vnější plášť £ je na svém spodním okraji připojen mezikruhovým dnem 17 ke spodnímu okraji středního pláště 2 a svým horním okrajem k mezikruhovámu víku 2, a tak je vytvořen mezi vnějším a středním pláštěm £, 2 i®P” losměnný prostor Xg, kde na vnější straně středního pláště 2 je připojena přepážka 19 ve tvaru šrouboviee a vnější plášť 4 je opatřen tangenciálními hrdly 20 pro přívod a odvod teplosměnného média, která jsou zaústěny do teplosaěnného prostoru XX. Do pracovního prostoru 2 je zaústěna trubka pro přívod přídavné chemikálie. Odtoková trubka 14 je na svém spodním konci připojena potrubím 22 k vzduchovému čerpadlu 23 kxyatalické produkční suspenze.chamber 13 is a plug 15 through which a vertically adjustable drain pipe I passes through its lower edge terminating in the lower part of the working space 2. The outer casing 6 is connected at its lower edge by an annular bottom 17 to the lower edge of the central casing 2 and its upper edge to an annular space Xg is formed between the outer and middle skins 5, 2 'P', where on the outside of the middle skirt 2 a screw-shaped partition 19 is connected and the outer skirt 4 is provided with tangential necks 20 for supply and evacuation of heat transfer medium, which are connected to the heat-exchange space XX. Into the working space 2 there is a tube for supplying additional chemical. The outlet pipe 14 is connected at its lower end via a line 22 to the air pump 23 of the oxy-production suspension.

- 5 234 218- 5 234 218

Zpracovávaná technologická suspenze z horní části pracovního prostoru 2 krystalizétorů přepadá do centrální trubky 22, je nasávána cirkulačním čerpadlem a dopravována výtlačným potrubím 8 tangenciálním vstupem do komory 2.» odkud šroubovým sestupným pohybem prochází temperačním prostorem g,, při-^čemž se ohřívá, a po průchodu mezi dny j.0 vstupuje do pracovního prostoru 2 a proudí v šroubové dráze sníženou rychlostí směrem vzhůru až k hornímu okraji centrální trubky 12« do které přepadá, a tím je uzavřen cirkulační okruh technologické suspenze·The process slurry from the upper part of the working space 2 of the crystallisers falls into the central tube 22, is sucked in by the circulation pump and conveyed through the discharge line 8 through a tangential inlet to the chamber 2. after passing between days j.0, it enters the working space 2 and flows in a helical path upward at a reduced speed up to the upper edge of the central tube 12 «into which it overflows, thus closing the circulation circuit of the technological suspension ·

V pracovním prostoru 2 se v závislosti na čase a teplotě vytvářejí krystaly, udržované vzestupně proudící technologickou suspenzí ve stavu vznosu tak, že v horní části pracovního prostoru 2 je°u krystalické zárodky a krystaly podprodukční velikosti, které postupně narůstají a sestupují do spodní části pracovního prostoru 2 aesi kužele 11. odkud je produkční krystalická suspenze hydrostaticky odtahována odvodní trubkou 16 do výstupní komory 13 a z ní odtéká odtokovou trubkou 14 a potrubím 22 do vzduchového čerpadla 23 k dalšímu zpracování·Depending on time and temperature, crystals are formed in the working space 2, maintained by the ascending flow of the technological suspension in a buoyant state such that at the upper part of the working space 2 there are crystalline nucleates and crystals of underproduction size. The production crystalline suspension is drawn off by the outlet pipe 16 into the outlet chamber 13 and flows out of the outlet pipe 14 and through the pipe 22 into the air pump 23 for further processing.

Přídavné chemikálie se zavádějí přímo do pracovního prostoru 2 krystalizétorů, zpravidla do jeho spodní části, trubkou 21 nebo/a do cirkulačního okruhu zpracovávané technologické suspenze, β výhodou do jeho sací větve·The additional chemicals are introduced directly into the working space 2 of the crystallisers, generally into the lower part thereof, through the tube 21 and / or into the circulating circuit of the process suspension to be processed, preferably into its suction branch.

Teplosměnné médium se zavádí tangenciálním hrdlem 22 do horní části teplosměnného prostoru 18 a vedením šroubovicovou přepážkou 19. která prodlužuje dráhu, udává směr a zvyšuje rychlost, sestupuje teplosměnným prostorem Ig, k výstupnímu tangenciálnímu hrdlu 20. V případě ohřevu může být s výhodou směr toku teplosměnného média obrácený·The heat transfer medium is introduced through the tangential orifice 22 into the upper portion of the heat transfer chamber 18 and guided by a helical baffle 19 which extends the path, indicates direction and increases speed, descends through the heat transfer chamber Ig to the exit tangential hub 20. media upside down ·

Claims

1. A fluidized-bed crystallization apparatus for tempered crystallization consisting of a crystallizer, a circulating process-treated process suspension and a heat-exchange medium, an inlet of additional chemicals and an outlet pipeline of the process suspension produced, characterized in that the crystallizer consists of three peripheral shells, 1), bounding the working space (2) of the crystallizer, its upper edge is connected by an annular lid (3) to the upper edge of the outer shell (4), the middle shell (5) does not reach the height of the inner shell (1) or outer shell (4); the upper edge is connected by an annular partition (6) to the outer casing (4), thus forming a chamber (7) around the entire circumference between the inner casing (1) and the outer casing (4), into which the discharge pipe (8) is tangentially connected the chamber (7) has an annular opening in its bottom # emitting a tempering proetor (9) between the inner shell (1) and the middle shell (5), which pass through equidistant pollanuloid downward concave bottoms (10) into the closing cones (11), the closing cone (11) of the inner shell (1) it is open upwardly and its upper edge is connected to the inner wall of the inner shell (1), while the closing cone (11) of the middle shell (5) is tapered upwards to the periphery of the central tube (12) to which it is attached wherein the central tube (12) with its lower end extends to the catalysts (11) and its upper end terminates in the upper part of the working proetor (2), where an outlet chamber (13) is attached therefrom, from which the outlet tube (14) exits extending vertically downwards through the working space (2) and the cone (11) outside the working space of the crystallizer, the bottom of the outlet chamber (13) having a stuffing box (15) through which it passes vertically adjustable drain pipe

234 218 (16), closed by its lower edge in the lower part of the working space (2), while the outer shell (4) of the crystallizer is connected to the lower periphery by an annular bottom (17) with the lower edges of the middle shell (5); a heat exchanging space (18) is formed between the outer casing (4) and the middle casing (5) with its upper edge to the annular lid (3), where a helical partition (19) is attached to the outer side of the middle casing (5). and the outer sheath (4) is provided with tangential necks (20) for the inlet and outlet of the heat transfer medium which are connected to the heat exchange space (18);

The crystalline crystallization apparatus according to claim 1, characterized in that at least one pipe (21) for supplying additional process media is provided in the lower part of the working space (2).