CS237754B1 - Apparatus for carbonizing of water solutions of sucrose - Google Patents

Description

(54) Zařízení pro saturaci vodných roztoků sacharózy

Vynález se týká zařízení pro saturaci vodných roztoků secharózy pro výrobu cukru kysličníkem uhličitý® a nepřetržitého čistění, zejména řepné šťávy.

Vynález spočívá v přípravě nařízení_ř které umožňuje zvýšení koeficientu, využití kysličníku uhličitého v ssturnčním plynu při saturaci 90 bž 95 %_ř ve způsobu čištění difuzní štávy v procesu výroby cukru 2 cukrové řepy. Úlohou vynálezu je zeváděxií kysličníku uhličitého v podobě malých bublinek do vodného roztoku hydroxidu vápenatého n swcharosy s vysokým využitím plynu*.

Toho 30 dosahuje tím, že se do mísící aparatury přivádí kapalné fáze s vyšším tlakem než plynné fáze, směs* ve směšovací trubici ye mísí do sloupce kapaliny hlavního reakčního pásma. Zvléšt uloženými, mřížkami rozdělujícími plyn prochází kysličník uhličitý _ř ktsrý je lépe využíván/

б) Области применения изобретения

Изобретение касается способа и устройства для карбонатации растворов сахарозы для получения čaxapa способом непрерывной очистки преимущественно свекловичного сока. .

в) Характеристика известных технических решений

Известны уже многочисленные способы и устройства для карбонатации, называемой также сатурацией, вызывающие осаждение коллоидных примесей в свекловичном экстракте, где они связываются карбонатом кальция, образующимся в результате реакции нейтрализации между гидроокисью кальция и двуокисью углерода. В описании изобретения к патенту СССР 4I530I уже предлагалось вводить двуокись углерода со сравнительно высоким давлением через входные отверстия в нижнюю часть реакционного сосуда. Вследствие различий в плотности между столбом жидкости и двуокисью углерода пузырьки газа поднимаются в реакционном сосуде наверх и вызывают р раствором сахарозы реакцию карбонатации. Необходимая энергия для диспергирования пузырьков газа, в интересах интенсивного обмена веществ, реализуется :в случае этого известного устройства путем подачи потенциальной энергии при повышении давления исключительно на газовую фазу. Недостаток известных технических решений заключается в лишь умеренной дисперсии газа в жидкости и тем самым соответственно низкой степени использования газа. Такое относительно низкое использование газа объясняется ограниченной возможностью проведения достаточно большого повышения давления в газо237754 вой фазе, которое на небольших отверстиях для выхода газа может превращаться в высокую кинитичеокую входную энергио c цельо по- . лученин маленьких пузырьков газа. Следующим надоотатком изваотыых технических рошенкИ нвлнатон опасность инккрстацны. образованы сильных ы^!к?РДСтэ^1^ыК на небольших отверстиях для выхода газа требует трудооисой очиоткя агрегатов иераз отноомтаввно коротккт проиекуткн враманн и том овмнм згтрудннот еθюpчpнвеoa воденме яроиесса.

г) Цель изоОр^ет^еиия

Цель· изобретении заключ^тси в соаданио способа и устройства двя сарбонатации растворов сахарозы, которые позволяют неирерывннй проиесс проивводства во вреин саипанин с вноокии обеспечениеи надежности защитн и относительно низкими капитедьиыии вло}сeяияыя и цpoизвoстьeеяцими издержками. '

л) Суцность изобретения . .

В основе изтеретения лежит задача введения двуокиси углерода в веде иаленьких пузырьков · в вοллле·растворы гидроокиси кавьцин и сахарозы с хорошим нοποльэοьаллем газа, а также задача oбчcπeченее надеиной стабилвностн производства путеи yыeяршeяыя иннкустэций на отверствнх для вюходы гэзэ.

согласно изобретнями эта задапа решаетсн слддуюиии способои: в смθcиытлвяoй аппаратуре, располоеннной · в верхней трети реакционного сосуда, милиан ·фазы поз давленчеи от 15О до зоо КТг сшешнвaч¢се pθсκииoяяыы газои · с · отноомтапьно низким давпоннвм от зо до 5о К!а н по центральной омесительноК трусы большого объемы вводятсн в нижнюю треть реякционяого сосуда со скоростью·до а-зо иетрсв в сек^!^^^;у· Ухе в сизсптев^г^ой аппаратура снись · нудвepгaeτсе вввихрению. ниже зонн основное реакции происходит изиенение направления потока м вядедтяят гззовых пузнрей из сиеси. К ьpaшaущчиycя верха^иу уровню оидкооти аирокой сгруей н τлнганциьльлο ·юpюмaшеваегсн свех^нй·раствор гмароокнок жалвцжн н сахарози· устройство согласно ызоОртеенив иохно описать образои:

В расширенной в верхней трети области вертикального цилиндрического реакционного сосуда на одной стороне размещены циркуляционный нагнетательный трубопровод, отводной патрубок и ниже трапециевидно расширенное распределительное устройство, связанное с входным трубопроводом, предназначенным для подачи свежего раствора гидроокиси-кгльция и сахарозы. На противоположной стороне входа циркуляционного нагнетательного трубопровода вводится подающий газ трубопровод, который присоединен к дозирующему вентилю с регулятором и прибором для измерения pH. Циркуляционный нагнетательный трубопровод и подающий газ трубопровод объединяются в центральной, расширенной в форме’ усеченного конуса смесительной аппаратуре, находящейся в верхней трети реакционного сосуда. Смесительная аппаратура на своем нижнем суженном конце имеет смесительную трубу, которая центрально пронизывает две или большее число горизонтально смещенных на 9Q ⁰ по отношению друг к другу газораспределительных решеток, состоящих из параллельных, преимущественно равнобедренных, угловых профилей и газоабсорбера, в частности, из нескольких расположенных под прямым углом друг к другу швеллерных профилей, и, в главной реакционной зоне реакционного сосуда входит в области газоабсорбера. В нижней части реак ционного сосуда главная реакционная зона ограничивается газоуловителем^ представляющим собой систему, состоящую из плоского конуса в качестве отражательной тарелки и размещенного ниже со смещением в вертикальной плоскости конического кожуха. Ниже газоуловителя циркуляционный всасывающий трубопровод с последовательно включенныг^циркуляционным насосом, а также трубопровод отбора с устройством для регулирования уровня наполнения соединены с реакционным сосудом с помощью патрубков. В смесительную аппаратуру трубопровод подачи газа входит под углом 35 ⁰ - 50 ⁰ в смесительную камеру, конически сужающуюся книзу, в которой находится сужающаяся в конце центральная труба. Входное отверстие центральной трубы имеет завихрители, укрепленные под углом от 10 ⁰ до 15 ⁰ к направлению : главного потока. При включений циркуляционного насоса жидкий раствор гидроокиси кальция и сахарозы по циркуляционному нагнетательному трубопроводу, а также реакционный газ направляются в смесительную камеру. Жидкой фазе и потоку реакционного газа, втекающему через концентрически расположенный в смесительной камере кольцевой заэор, постоянно сужающийся в эоне перехода к жидкой фазе, с помощью завихрителей придается закрутка, обеспечивающая равномерное распределение смеси по всему пространству смесительной трубы. Смешанный поток из смесительной камеры и смесительной трубы с большой скоростью поступает в столб жидкости главной реакционной эоны, в которую вследствие сообщенного ему импульса проникает поток смеси. Твердые продукты реакции остаются поэтому в жидкости в виде частиц и образуют с ней суспензию. Плоский конус отражательной тарелки и конический кожух газоуловителя препятствуют попаданию пузырьков газа в циркуляционный всасывающий трубопровод и тем самым в циркуляционный контур.Использование реакционного газа дополнительно улучшается благодаря газоуловителю, находящемуся непосредственно ' на входе смесительной трубы, а также благодаря газораспределительным решеткам. Добавление свежего раствора гидроокиси кальция и сахарозы производится через входной трубопровод и тангенциально расположенное расширенное подобно лопасти распределительное устройство к пене вращающегося уровня жидкости в подъемном пространстве в виде широкорассеянной струи. Значение pH в главной реакционной зоне поддерживается постоянным путем определения значения pH с помощью прибора для измерения pH в трубопроводе отбора и проведения соответствующей корректуры добавки реакционного газа с помощью регулятора .и дозировочного вентиля. С целью дополнительного устранения пены, а также для внесения затравок кристаллов в самые верхние реакционные зоны, в зависимости от необходимости через отводной патрубок на уровень жидкости подается небольшой частичный поток циркуляционной жидкости.

е) Примеры исполнения

Способ согласно изобретению, а также устройство подробнее объясняются на основе рисунков.

Рис. I: Схема устройства согласно изобретению.

Рис. 2: Продольный разрез смесительной аппаратуры по рис. I

Рис. 3: Вид распределительного устройства сбоку

Рис. 4; Вид сверху no рис. 3

Рис. 5: Вид газрраспреиелитевьной решетки сврруу

Рис, 6: Вид ггнгабнррбрри сверху

В синсоЗе согласно изобретений в верхней трети реакционного сосуда I в смесительной гиигргтурн 6 над уровней жидкости 30 жидкая фгзг инс давлением ст 150 дн 300 кПа · смешиивется с реакционным газои с зтнзсителвнз низким давлением от 30 «0 50 кПа и по центральном смесителвннй труре большое нрвзма 9 вводитси м кижнеН·трети реакционного снсуаа I со скоростью от 8 дз 30 метров в секунде. Уже в смсеителпной аииарашуре 6 смссв И3· жидкой фа3ы и pеaκцпзниигo газа згвярpяется. Збнаруренз, что ири·вводеики реакционного га3а с 0тн0сителвн0 ашебалыиии избытонныи давлением сиесв с внсокой кинетической дкергией попшадгает иад жидкой ф830й в ст0лб жидкости тлавной реакционной ззии 26 на основ8 сообщенного нй импууьва, блшгодари инму доотигеетон высокий иссффнииент ^сс^с^нгь— 30ванин pнганиoинυгo га3а. ниже глевной реакционной 30иы 2б яpнизводптси изменение к8пρ8длбккк теченин и выделение ну3ырвк0в Г83е м3 снесн. Далвнейшее улучшение использоьаниц·реекционного га3а . востигаетен pгcπлллжеияем 1^,с^3оа^бсоррзра 18 иeяocpθдтτвиниз на входе емпcятельиoй трубк 9, а текке блааодаря двуи или бoлвlнoпy нисау гaзopaяpеeеплтеeлиныр решетси 27. к нaрoдиlнеиycя во вращении верхноиу уровню жидкости 1б ширнкой струей н тенгенниельно ирипeцииaeтеи свежий ргствнр гидроокиси квльнин и сахарнаи. При ьнее8ипп сиесн с таxимиронимм яapпмeτpaпа согласно из0бретенио в зиячитeльнoИ иере яpедoтеpaшгeтеи пниpycτaци}i^еSе§це®Зяpoдyктзв реакции. Решение cнг’лaинз ^обретению ποзьслцеτ р^а^1^]^1наа^.^:^1^иЯ ирниесс кapбзнaтaцпп. вн всои pеaκцoиннoп снсуде I яpнце.c^cwкapбниaтации ироксходит реднчмерно, Bиезкaи интенсивноств ем8шивaнпя, ' ' поотоннно обеспечнваошая конвективную инягиу н0дь1х нонов Ельцин и границе рязсзия фаз, блaгяπииятиз аейотвует на пaacoняеeелчy.' в устрс^кстве cнглacиз изoбpетeнир) дли ссьмecτцсгο яcπoльзoвинпн со· еяоеобоп в верхней трети вертикалвно расположенного ρeaκциоккого снсуд'а I са одиой стороне pгcπoлaяaюτеи ипpкyляχпоииый н^е^нн^£^;^(^;^:^ыый тpyрняpoвзд 5, отводион иатруб^ок 28 и ниже тpaπeI^иевидиз распнренное pгcπpθдалитeлеизе устройство 14, ооρдмнθииоа с вх0лнн[м труЯопрволдои 2 дли с^ез^(^;рн раствора г^δρooйпиcп κсльцнн и.aрaapoзп.

Ha противоположной стороне входа циркуляционного нагнетательного трубопровода 5 вводится трубопровод для подачи газа ΙΟ, который прыо’оадынан к дозировочному вентилю 22 о регулятором ' 23 и прибором длн иэмиренин рН 19. Циркуляционнцй нагнетатапьный трубопровод 5 и трубопровод для подачи газа 10 объеииняютсн в расширенной в форме усепзнного конуса целтралнной сиеси^т^-от^яРбЬ аппаратуре·· 6 в верхней троты реа^снного сосуаа I. Сиесителвная аппаратура 6 имеет на своеи никнем суменнои конце ' сиеситольну^ю трубу 9, рентралвно оцoнидыьalлщyь две или большее яисло τр)цоí;сoнгаля^о сиешенннх па 90 о по отношении ару:г к аругу гaзцоcоπpедеr^яетьяяα решето к 27, состоящих из параб^^^ых, преимущественно равнобедренных, . угловых профилей и одяя гаооа5сорбер 18, в частности, па нескольких расположенных под прямыи углои друг к другу швевлерпнх профилей, и впадашщул в гвовной реакциннирН ?ояо 26 реакционного сосуда I в дояе гаасаблсрбера 18. в нижней аасгп реакцпонного-сосуда .I нливнон рееирмоннен аопа '26 οгρaцичиюаеτοц гаасуллятслем 17, оpeдcдвьллюыиы собой снссему, состоящую па пвоокого конуса в капестве отражтелльной тарелки 12 и расположенного пене со сиещешиси в ьертикльнноЫ плоскости конкческоо'р коякха 15.

Нгас галоулснпеелн I? циркулянионныН всасывающий трубопровод 3 с пocл.едo^ьз:еоίЫíO випи'^с^нплй циркуляционини насосом 4, а также трубопровод отбора 25 с устройством для ρегyлIцльдннмн уровнн на•полнонйн 24 ссекиняютс-н с реакыионнны сосудом I с патрубков. в сы€^(ст^(^.цз>ну1а аппаратуру 6 труеопропол плдaпп газа 10 вхоеит под углом 35-50 о в сизситолвную камеру II, κοΜΠ^οκμ судающуюся кяику, в . которой нааюритсн сужающаясн в ' жонпе цемтролвная труба 7. входное отворотие иинтралнной трубы 7 имеет завихрители 8, которне укреплены под уолои от 10 дл 15 0 к направлении главного потока. в сыecыτeльно0 камере II в дояе перехода от трубопровода подачи гззз 10 в иихкуо Фазу нохолмтон кольцевой ааеср 29, расположенным концентрмчаокм и ямeющиЯ Π00Τ0ΗΗΗ08 суженио в направлеиии рентралвнюй трубы 7. Прп включеяии цицкyцярпoннoгo насоса 4 иидкий раствор тчидрски^с^и желвцмн и сахарлаы, а также реапцыoяяый газ направляются в cыθcиеeльнyю каиеру II. кидкои фезе и тои саимм тааше потоку цеaкцоoннoгo газа, втекающеиу через кояцентцочθcκе располоеннннй в cиecи'тельной камере II кольцевой за-, злр 29, с помощью завихрителей 8 орыдaетсн закрутка, лбеcечеивтю щая равномерное распределение смеси но всему пространству смесительной трубы 9. Покидая смесительную камеру II и смесительную трубу 9, смешанный поток с большой скоростью поступает в столб жидкости главной реакционной зоны 26, в которую вследствие сообщенного ему импульса проникает смешанный поток» Плоский конус отражательной тарелки 12 и конический кожух 15 газоуловителя 17 препятствуют попаданию пузырьков газа в циркуляционный всасывающий трубопровод 3 и тем самым в циркуляционный контур. Использование реакционного газа дополнительно улучшается благодаря газоабсорберу 18, расположенному непосредственно на входе смесительной трубы 9, а также благодаря газораспределительным решеткам 27. Добавка свежего раствора гидроокиси кальция и сахарозы к пене вращающегося уровня жидкости 16 производится через входной трубопровод 2 и тангенциально расположенное, расширенное подобно лопасти распределительное устройство 14 в подъемном пространстве 20 в виде широкорассеянной струи. Значение показателя pH в главной реакционной зоне 26 поддерживается постоянным путем определения и сравнения pH в трубопроводе отбора 25 с помощью прибора для измерения pH 19 и соответствующей корректуры добавки реакционного газа с помощью регулятора 23 и дозировочного вентиля 22. С цепью дополнительного устранения пены, а также для внесения затравок кристаллов в самые верхние реакционные зоны, в зависимости от необходимости, через отводной патрубок 28 на уровень жидкости 16 подается небольшой' частичный поток циркуляционной жидкости. Наряду со снижением пепообразования в подъемном пространстве 20 с добавкой циркуляционной жидкости и свежего раствора гидроокиси кальция и сахарозы связано дополнительное преимущество, так как в этом процессе затравки посредством распределительного устройства 14 вводятся частицы твердого вещества,вокруг которых образуются дальнейшие твердые продукты реакции, которые в последующем процессе отделения относительно просто можно выделить из мути. Решение согласно изобретению делает излишней связанную с издержками аппаратуру для ввода мелкопузырчатого реакционного газа для интенсивного процесса карбонатации'и позволяет избежать простоев производства вследствие обычной в противном случае очистки покрываемых корками и тем самым становящихся неработоспособными форсунок и перфорированных пластин. Устройство согласно изобретению бла237754 гюдаря своей совершенно надежной и замкнутой не требующей никаких подвижных, вращающихсн · илн находнщихся в возвратно-постуяателнном двииенин детаяей, имеет надежность защиты*

Формула изобретения:

1. Cnocoó карбонатации. растворов сахарозы для получения сахара путем непрерывной очистки пре.яиуществеяян свекловияного сока в качества оидкой фози, причем Хвуокись углерсла в каяеотва реакционного газа вволитоа в вортикально расооложеааый цилиндрический рстшсщо^^^яий сосуд, итлм^тсщийсы т е и, что в верхней трети реакционная сосуаа (I) в сыесытельянй аппаратуре (б) уже иредверителвяо обработанная, откаиаяяая ыз нижнеН утсты реакционная сосуда (I) цпркцляциояятя жидкоотв в кенеотве ' жидкой фази поступает в сиесителвяую аппаратуру (б) с дзвлением от I50 до 300 кПа, ' а текке реекционныИ газ с довлением от 30 до 50 кПа, таи перемешиваются, после пего объединеннен текиы образои смесь заверяется, вводитсч в нижнюю треть реакционняго сосуда (I) со скоростью от 8 до 30 мь секуяду в столб жидкости глевноК peaκцнoаянй з0яа (26), нике основной peкκыиc)ыяой з0ны (2б) изионнбт яаправлеясе своего теченин и вндолнет крупяые пузырьки газа, ято (быстрый П0дьбм ззт0рмаживаатси и д0полниталвно о помоцью гaзopccлpeоeыиτeльаяx решеток (27) реакционный газ распределяется в виде пузырьков, и что к вращпюсеиуся верлнеиу уровню жидкости (1б) широкой струей и ттагeациaлваб пoдыc·шювaюA’Cя свежий раствор ' гидроокиси кальция и саларози, а та^к:лсе цйpйyлнцнонатя жкдкять,

2. устройство по пуякту I, ·отличеющееен теи, что в верхней трети реакционного сосула (I) тpтπeнIьыидан расширенное pтcπpeдeлытeльаoe устройство (I4) и оиеоителвнен аппаратура (б) с вертикедвао входящии PLиpκЦ’ЛЦыиoнныы ннгнеτеτельныы тpубopсьнoдoм (5) и входящии чод угпои от з5 до 50 0 тpубoнpсьндои нoлaнн газа (I0) ра^г^ие^ще^пы в оиесительной каморе (II), конипески cужaтнeйcн ' книюу, в которой укреплеяч сужайоигаасй! яа конце чeаτpтоьатя труба (7) с з8виχρиτелнын (8), зтйpeπлннными чод ^уцлои от I^{0 д}о I5 ⁰ к направленм-о глевного потоке яа вхо^де центpтльанй трубы (7), что яа конце тpубoнpoвнлт .чодечи газа (I0) в cиecыτeпьянй камере (II) кадвневоК зазор (29) свабе-ея а<'пpepыьвыи cyжeыыeы, что центрельнен оыecиτелвная йруба (9) вдеетон в глaвауΊс реакционяую з0яу (2б) и яа овоеи виходо имеет газоабсорбер (I8), который нзг0товлан из наокольких cмeщаяяяx под прямьи уцлои друг к другу, нpeимущecтвeяяо чвеллерних ирофихей, что выше гпавчок реакциояяой вочч (2б) закреплени гaзoтcнnpлдθьтeθьаньe решст2з7754 ки (27), изготовленные из горизонтально смещенных под прямым углом по отношению друг к другу в частности угловых профилей, а также тем, что ниже главной реакционной зоны (26) расположен газоуловитель (17), состоящий из конусообразной'отражательной тарелки (12) о'расположенным ниже со смещением коническим кожухом (15).

Сюда же: 4 стр. рисунков

Аннотация

Способ и устройство для карбонатами растворов сахароаы Изобретение каоаетсн способа ц устройства дла карбонатами растворов сахарозы для получннин сахара путеа непрерывной очистки преимущественно олаклоличяого сока· ·

Цедь изо0ретенин:заключаетон в непреривнои проведении карбонатацми растворов сахарози во время кампании с лиcoаи.и0ecπθчеияеи качества защити π относительно низкиин капитальными влоивяияии и проиввоеотвенныии издаржкаии. Задачей изобретвнин налиется' как введение двуокиси' угларода в вияа иаленвких пузырьков в водниа растворн гидроокиои капвцин и сахарозн ' с дисокмм исполлзолаииом газа, так и oбecπeчяниa надяеноб ста^(5олы^с^ств производства путеи yмaиьшaнми иннкрстациО. атн достигаете тем, що в специальной саесительной аппаратуре л верхней третк реякциояяого сосуда осоединоитсо и сиешиваютсо Еидкан фаза с больший давваниеи и Со^ с огиосигeлвио иални давлениаи, и сиеов по смθcииeльиой трубе с завихрением вводите в столб жидкости главноК реакционной аони в нижней трети реакционнго сосуда. Благочара газоаСсорбару и особо pacπoляжθняим гaзopccπpeд6лилeляным решеткаи · происходит.улучтенное использованиа COg.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro saturaci vodných roztoků sacharozy, obsahujících hydroxid vápenatý s plyny obsahujícími kysličník Uh.ičitý, sestávající z vertikálního tělesa s kuželovitým dnem, opatřerým nátrubky pro přívod čeřené štávy a saturačního plynu a odváděn?' vysaturované štávy a použitého plynu, které je uzpůsobeno pro rozdělování plynu s kysličníkem uhličitm do bublinek a pro intenzivní míchání včleněného reaktoru, vyznačující se tím, že v horní třetině reakční nádoby (1) je do stran rozšířené .rozdělovači ústrojí (14), míeicí aparatura (6) s vertikálně vstupujícím cirkulačním, přívodním potrubím (5) a potrubím (10) přivádějícím plyn pod úhlem 35 až 50° a mísenýfa v mísicí komoře (11), · kuželovité zúžení v které je upevněna zužující se centrální trubka (7) s vířiči (8), zapuštěnými pod úhlem 10 až 15°·ke směru hlavního toku na vstupu centrální trubky (7), přičemž na konci potrubí (10) přivádějícího plyn ve směšovací komoře (11) je prstencová štěrbina (29) opatřená souvisjl^m zúžením, a centrální směěovací trubky (9) zappadajícdo hlavní reakční zóny (26) na svém výstupu m^ící ebsorber (11) plynu, sestávající z profilů spojených vzájemně ve tvaru U, přičemž nad hlavním reakční® pásmem (26) jsou upevněny mřížky (27) rozděěuuící plyn, zhotovené z úhelníkových profilů, potom pod hlavním reakčním pásmem (26) je část (17) pro odběr plynu sestáva^cí z kuželovité odrazné desky (12) s uloženým kuželoviýfa pláštěm (15) se směšovačem.