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

Abstract

A saccharose solution is carbonated to produce sugar by continuous purification by a gas phase/liquid phase reaction, the saccharose solution being the liquid phase and CO2 being the gas phase, the CO2 gas as reaction gas being introduced into an elongate reaction vessel (1) disposed vertically, wherein in the upper third of the vessel (1) pretreated circulation liquid, pumped out of a lower part of the vessel (1) and constituting the liquid phase is introduced at a pressure of 150 to 300 kPa into a mixing device (6) contained in the upper third of the vessel (1) and reaction gas is introduced at a pressure of 30 to 50 kPa into the mixing device (6) to mix with the liquid, after which a twist is imparted to the resultant gas/liquid mixture which later is introduced into the lower third of the vessel (1) at a speed of 8 to 30 m/sec., so as to pass into a column of liquid constituting a main reaction zone (26), the direction of flow being deflected in a region below the zone (26) and large bubbles of gas being separated from the mixture, the rapid ascent of rising gas being braked by gas distribution grids (27) also serving to distribute the gas in the form of fine bubbles, a fresh solution of calcium hydroxide and saccharose and/or circulation liquid, as required, being added in the form of a wide jet, and in a tangential direction, to a rotating liquid reservoir level (16) in the upper third of the vessel (1). <IMAGE>

Description

(54) Apparatus for saturating aqueous sucrose solutions

BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus for the saturation of aqueous sucrose solutions for the production of sugar by carbon dioxide and the continuous purification, in particular of beet juice.

The invention consists in the preparation of _R which allows an increase in the coefficient of utilization of carbon dioxide gas at saturation ssturnčním 90 BZ 95% _of the purification process of the diffusion juice in the sugar process 2 beet. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to introduce carbon dioxide in the form of small bubbles into an aqueous solution of calcium hydroxide with high gas utilization.

This is accomplished by supplying the liquid phase at a higher pressure than the gas phase to the mixing apparatus, the mixture in the mixing tube being mixed into the liquid column of the main reaction zone. The particularly stored, grids dividing the gas passes through the carbon dioxide _of ktsrý is better exploited /

б) Области применения изобретения

Axс axс с axс axс ax axс axс axс axс axapa axс axax .ax .

)арактеристика 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. О п и ст В................. В. В.. В в. В в Вследствие различий в плотности между столбом жидкости и двуокисью углерода пузырьки газа поднимаются в реакционном сосуде. 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 в жидкости и тем самым соответствен. 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 цельо по- c. лученин маленьких пузырьков газа. Следующим надоотатком изваотыых технических рошенки нвлнатон опасность инккрстацны. образованы сильных ы ^! к? ^ 1 ^ РДСтэ 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 в подающий газ трубопровод, которые присете присы 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 на другу швеллерных профилей, и, в главной реакционной зоне реакционного сосуда входит в области газоабб. 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. Настаняване на производство, 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. AND

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 в ре а I I I I I I I I I I I I 8 от 8 8 от от от 8 8 8 8 8 от 8 от 8 8 8 8 8 от 8 8 8 8 8 8 Уже в смсеителпной аииарашуре 6 смссв И3 · жидкой фа3ы и бесплатный база 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 . неже глевной реакционной 30мы 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 27th нaрoдиlнеиycя к 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 пниpycеaци }д ^кетиц. Решение cнг'лaинз ^ обретению ποзьслцеτ р ^ а ^ 1 ^] ^ 1наа ^. ^: ^ 1 ^ иЯ ирниесс кapбзнaтaцпп. вн всои pеaκцoиннoп снсуде яpнце.c I ^ 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;

Ha противоположной стороне входа циркуляционного нагнетательного трубопровода 5 вводится трубопровод для подачи газа ΙΟ, который прыо'оадынан к дозировочному вентилю о регулятором 22 '23 и прибором длн иэмиренин рН 19th 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) ц í с с ^ о о о о о о о о п п п п п п п 90 90 90 90 90 90 90,,,,, 27,,,, 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 18th в нижней аасгп реакцпонного-сосуда нливнон рееирмоннен аопа .I ' 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 15th

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 seventh 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 цицкyцярпoн oгo 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 ninth 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 и конический кожух 12 15 17 газоуловителя 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 27th 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 14стройство 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 22nd 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 300 до I50 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) шир кой струей и ттагeациaлваб пoдыc · шювaюA'Cя свежий раствор 'гидроокиси кальция и саларози, а та ^ к: лсе цйpйyлнцнонатя жкдкять,

Second 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) рах г г и е ^ ще ^ пы в оиесительной каморе (II), конипески cужaтнeйcн 'книюу, в которой! яа конце чeаτpтоьатя труба (7) с з8виχρиτелнын (8) зтйpeπлннными ^чод у цлои от I ^{0 0} I 5 ^{д о} к ^{направленм-о} глевного потоке яа вхо д е 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) закрепле ешст2з7754 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: 5 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 ниж ней трети реакционнго сосуда.

Claims (1)

SUBJECT OF THE INVENTION Apparatus for the saturation of aqueous solutions of sucrose containing calcium hydroxide with gases containing carbon dioxide, consisting of a vertical body with a conical bottom, provided with sockets for the supply of clarified juice and a saturating gas and removed. a suction gas and a gas used to distribute the carbon dioxide gas into the bubbles and to intensively stir the incorporated reactor, characterized in that in the upper third of the reaction vessel (1) the distribution device (14) is extended to the sides by a mixing apparatus (6) with a vertically entering circulation, inlet pipe (5) and a pipe (10) supplying gas at an angle of 35 to 50 ° and mixed in the mixing chamber (11), a conical constriction in which the tapered central pipe (7) is swirlers (8) recessed at an angle of 10 to 15 ° to the main flow direction at the inlet of the central tube (7), wherein at the end of the gas supply line (10) in the mixing chamber (11) is an annular slot (29) provided contiguously and a central mixing tube (9) falling into the main reaction zone (26) at its gas measuring ebsorber (11) outlet, consisting of U-shaped profiles connected to each other, with gas distribution grids (27) made of angular profiles above the main reaction zone (26), then below the main reaction zone (26) is a gas withdrawal portion (17) consisting of a conical reflective plate (12) with a conical housing (15) with a mixer.