CZ308276B6 - Krystalizační odparka - Google Patents

Abstract

Krystalizační odparka je vytvořena pro přímou výrobu krystalů oddělováním látky rozpuštěné v kapalině od kapaliny, které se děje odpařováním kapaliny do meze, kdy dochází ke kontinuální tvorbě krystalů z látky rozpuštěné v kapalině. Krystalizační odparku tvoří krystalizační nádoba (2) a nad ní umístěná odpařovací brýdová nádoba (1). Ke krystalizační nádobě (2) je ze spodu upevněna sedimentační nádoba (3) a k této je upevněna výpustná nádoba (4), která je uzavřena dnem. Krystalizační nádoba (2) má tangenciálně zaústěné vstupní hrdlo (12) přehřátého roztoku a v jejím nitru je obtokový válec (6) pro vedení proudu přehřátého roztoku. Obtokový válec (6) má nahoře kryt s odvzdušňovacím otvorem (17) a dolní část obtokového válce (6) překrývá horní konec sací trubky (5). Tato je do krystalizační nádoby (2) zavedena přes výpustnou nádobu (4) a přes sedimentační nádobu (3) a vyúsťuje ze dna výpustné nádoby (4), nad kterým je vypouštěcí hrdlo (15) krystalové suspenze a nad ním vstupní hrdlo (14) matečného roztoku.

Description

Krystalizační odparka

Oblast techniky

Vynález se týká krystalizační odparky, která je využitelná pro přímou výrobu krystalu oddělováním látky rozpuštěné v kapalině od kapaliny. Oddělování rozpuštěné látky se děje procesem odpařování kapaliny do meze, kdy dochází ke kontinuální tvorbě krystalu z látky rozpuštěné v kapalině, k separování krystalu a jejich odvodu z odparky.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají při odpařování, to je při oddělování páry od vroucí kapaliny, dva typy odparek různých konstrukcí. Jeden typ představují tak zvané odparky zahušťovací. To jsou odparky, u kterých dochází při odpařování pouze ke zvýšení koncentrace pevné fáze, která je rozpuštěná ve vroucí kapalině. Druhý typ představují odparky krystalizační. Jsou to odparky, kde dochází k odpařování takového množství kapaliny, při němž koncentrace pevné fáze rozpuštěné v kapalině dosáhne meze nasycení a při pokračujícím dalším odpařování dochází k separování této pevné fáze ve formě krystalů, které jsou odváděny z odparky. Konstrukčně bývají krystalizační odparky řešeny jako duplikované nádoby, které fungují diskontinuálně. nebo jako kontinuální odparky, které například sestávají ze dvou válcových nádob ve vertikálním kolonovém uspořádání s nejméně dvěma vnitřními funkčními prostory, přičemž odpařovací nádoba je umístěna nad krystalizační nádobou. Spodní prostor odparky je řešen jako usazovací prostor bez pohybu kapaliny. V tomto prostoru klesají krystaly k jeho dnu a kapalina je odsávána z místa nad usazenými krystaly, jak je patrné např. z českého patentu CZ 101378 B6. U tohoto řešení se vyskytuje problém, kterým je nežádoucí usazování krystalů z krystalové suspenze. Usazování je zapříčiněné nedostatečným promícháváním krystalové suspenze. Tím dochází k zarůstání a ucpávání tras pro odvod krystalů z odparky. U cirkulačních odparek bez usazovacího prostoru používaných pro oddělování rozpuštěné látky v kapalině, dochází k vyššímu opotřebení cirkulačního čerpadla krystaly, které jsou obsaženy v cirkulující kapalině nebo k následnému usazování krystalů v aparátech přes které prochází cirkulující kapalina se sníženou její rychlostí. To se stává například ve vařáku v provedení deskového výměníku, což představuje značnou nevýhodu. Cílem tohoto vynálezu je proto vytvoření krystalizační odparky, kterou se dosáhne vysoké produkce výroby krystalů při jednoduché konstrukci odparky a rovněž pň nižších výrobních a provozních nákladech.

Podstata vynálezu

Uvedený cíl splňuje krystalizační odparka podle tohoto vynálezu. Její základní konstrukci tvoří krystalizační nádoba a s touto prostorově spojená a nad ní umístěna odpařovací brýdová nádoba. Podstata krystalizační odparky podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že ke krystalizační nádobě je vertikálně a průchodně upevněna sedimentační nádoba a k sedimentační nádobě je průchodně upevněna výpustná nádoba, která je uzavřena dnem. Krystalizační nádoba je opatřena tangenciálně zaústěným vstupním hrdlem pro přívod přehřátého roztoku. Uvnitř krystalizační nádoby je v její podélné ose upevněn obtokový válec přehřátého roztoku. Tento válec je nahoře uzavřen kuželovým krytem s odvzdušňovacím otvorem ve vrcholu krytu, který přečnívá do odpařovací brýdové nádoby. Dolní konec obtokového válce překrývá horní konec sací trubky, která je do krystalizační nádoby zavedena přes výpustnou nádobu a přes sedimentační nádobu, vyúsťuje ze dna výpustné nádoby a slouží pro odsávání kapaliny z přehřátého roztoku v krystalizační nádobě. Nad dnem výpustné nádoby je umístěno vypouštěcí hrdlo krystalové suspenze a nad ním vstupní hrdlo matečného roztoku. Řešení krystalizační odparky podle vynálezu, kdy přehřátý roztok proudí do krystalizační nádoby tangenciálně a obtéká spirálovitě obtokový válec, významně kladně ovlivňuje jednak proces oddělování rozpuštěné látky z roztoku

- 1 CZ 308276 B6 ve formě krystalů a jednak zvyšuje jejich výrobu při nižších výrobních a provozních nákladech.

Objasnění výkresu

Na připojeném výkresu je znázorněno schematicky příkladné provedení krystalizační odparky podle tohoto vynálezu a její zapojení ve vyhřívacím potrubním okruhu a potrubním okruhu separace krystalů.

Příklady uskutečnění vynálezu

Krystalizační odparka podle vynálezu má základní konstrukci podobnou jako mají dosavadní známé kontinuální krystalizační odparky To znamená, že je v podstatě tvořena několika válcovými nádobami ve vertikálním kolonovém uspořádání. V tomto příkladném provedení je krystalizační odparka tvořena krystalizační nádobou 2 válcového tvaru, k jejímu hornímu čelu je upevněna přírubovým spojem 7 brýdová nádoba 1 ve tvaru válce o přibližně dvojnásobném průměru než má krystalizační nádoba 2 a k jejímu spodnímu čelu je upevněna přírubovým spojem 8 sedimentační nádoba 3 kuželového tvaru. K čelu menšího průměru sedimentační nádoby 3 je upevněna válcová výpustná nádoba 4, která je uzavřena šikmým dnem pod úhlem cca 45°. Brýdová nádoba 1 je uzavřena kulovým vrchlíkem s vývodem 16 brýdových par. Krystalizační nádoba 2 je opatřena v horní části vstupním hrdlem 12, které je tangenciálně zaústěno do jejího nitra. Uvnitř krystalizační nádoby 2 je v její podélné ose umístěn obtokový válec 6 o přibližně polovičním průměru než má krystalizační nádoba 2, který je upevněn průchozím držákem 9. Obtokový válec 6 je uzavřen kuželovým krytem s odvzdušňovacím otvorem 17 v jeho vrcholu přečnívajícím do brýdové nádoby Obtokový válec 6 překrývá část horního konce sací trubky 5, která zasahuje přibližně do poloviny výšky krystalizační nádoby 2, prochází středem sedimentační nádoby 3 a vyúsťuje svým odsávacím hrdlem 13 ze šikmého dna výpustné nádoby 4. Sací trubka 5 je upevněna v průchozím držáku 10 přírubového spoje 8 a v místě překrytí obtokovým válcem 6 je sací trubka 5 vůči němu distančně fixována průchozím držákem 18. Spodní konec u šikmého dna výpustné nádoby 4 je opatřen vypouštěcím hrdlem 15 a nad ním výstupním hrdlem 14 matečných roztoků. Pro ustavení krystalizační nádoby v nosné konstrukci je tato opatřena patkami 11, Krystalizační odparka je instalována ve vyhřívacím cirkulačním potrubním okruhu 19 s napojeným přívodem 20 roztoku obsahujícím rozpuštěnou látku, jak je čárkovaně znázorněno na výkrese. Potrubní okruh 19 obsahuje čerpadlo 21 a vařák 22. Do potrubního okruhu 19 je krystalizační odparka napojena vstupním hrdlem 12 a odváděcím hrdlem 13. Přehřátý roztok je do krystalizační nádoby 2 přiváděn vstupním hrdlem 12 tangenciálně, čímž obtéká spirálovitě obtokový válec 6. Tvořící se krystaly se vlivem odstředivé síly tlačí ke stěně krystalizační nádoby 2 a klesají do sedimentační nádoby 3 a dále ve stavu krystalové suspenze do výpustné nádoby 4. Z této je krystalová suspenze vypouštěna přes vypouštěcí hrdlo 15 do potrubního okruhu 23 separace krystalů, ve kterém je čerpadlem 24 čerpána do separátoru 25, odkud se krystaly vedením 26 odvádějí k dalšímu zpracování a matečný roztok se vrací vstupním hrdlem 14 zpět do výpustné nádoby 4 krystalizační odparky a z této na opětovnou separaci. Odvzdušňovací otvor 17 v kuželovém krytu obtokového válce 6 při tom zamezuje vzniku vzduchového polštáře v jeho vnitřním prostoru. V rozšířeném prostoru brýdové nádoby 1 se snižuje rychlost proudění brýdových par. Tím se její drobné kapky nedrží ve vznosu, zachytávají se na stěně brýdové nádoby 1 a stékají zpět do krystalizační nádoby 2. Z brýdové nádoby 1 pak vychází ven vývodem 16 očištěná pára.

Průmyslová využitelnost

Krystalizační odparka podle tohoto vynálezu je využitelná pro kontinuální separaci látek rozpuštěných v kapalinách, které vznikají v některých technologických procesech chemické a hutnické výroby.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Krystalizační odparka, tvořená krystalizační nádobou a nad ní umístěnou odpařovací brýdovou nádobou, vyznačující se tím, že ke krystalizační nádobě (2) je vertikálně a průchodně upevněna sedimentační nádoba (3) a k této je průchodně upevněna výpustná nádoba (4) uzavřená ίο dnem, přičemž krystalizační nádoba (2) je opatřena tangenciálně zaústěným vstupním hrdlem (12) přehřátého roztoku a v jejím nitru je upevněn obtokový válec (6) pro vedení proudu přehřátého roztoku, který je shora uzavřen krytem s odvzdušňovacím otvorem (17) a dole překrývá horní konec sací trubky (5), která je do krystalizační nádoby (2) zavedena přes výpustnou nádobu (4) a přes sedimentační nádobu (3) a vyúsťuje ze dna výpustné nádoby (4), 15 nad kterým je provedeno vypouštěcí hrdlo (15) krystalové suspenze a nad ním vstupní hrdlo (14) matečného roztoku.