DE1258828B - Vorrichtung zur Gewinnung grobkoerniger Salze durch Vakuumkuehlung - Google Patents

Vorrichtung zur Gewinnung grobkoerniger Salze durch Vakuumkuehlung

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DE1258828B
DE1258828B DEW29163A DEW0029163A DE1258828B DE 1258828 B DE1258828 B DE 1258828B DE W29163 A DEW29163 A DE W29163A DE W0029163 A DEW0029163 A DE W0029163A DE 1258828 B DE1258828 B DE 1258828B
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DE
Germany
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stage
solution
crystals
constriction
funnel
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Pending
Application number
DEW29163A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Domning
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wintershall AG
Original Assignee
Wintershall AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0018Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B01D9/0022Evaporation of components of the mixture to be separated by reducing pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0036Crystallisation on to a bed of product crystals; Seeding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Gewinnung grobkörniger Salze durch Vakuumkühlung Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Kristallisierung von Salzen in mehrstufigen Vakuumkristallisationsanlagen bekannt, in denen an einer bestimmten Stelle innerhalb der Verdampfkörper eine übersättigte Lösung durch Verdampfung erzeugt und diese durch ein Kristallbett geleitet wird. Dadurch können sich die Übersättigungen an den vorhandenen Kristallen auslösen. Innerhalb einer Verdampfstufe wird vielfach mit einem internen Flüssigkeitsumlauf gearbeitet, um zu bewirken, daß das Temperaturgefälle einen bestimmten Betrag nicht übersteigt. Es soll dadurch die durch Verdampfung abgekühlte Lösung im metastabilen Sättigungsgebiet gehalten und eine spontane Keimbildung vermieden werden. In solchen Kristallisationsanlagen ist es notwendig, ein Kristallbett mit hoher Feststoffkonzentration in ausreichendem Umfang aufrechtzuerhalten.
  • Hält man das Kristallbett zu niedrig, so kann sich die Übersättigung der Lösung an den noch verbleibenden Kristallen nicht auslösen, und es entsteht eine Vielzahl feiner Kristallkeime. Hält man dagegen das Kristallbett zu hoch, so steigt der Durchströmungswiderstand unzulässig an, wodurch sich die Anlage leicht verstopfen kann. Außerdem ist es mit der bekannten Anlage nicht möglich, aus dem Kristallbett Kristalle mit definierter Korngröße abzuziehen oder in die nächste Stufe einer mehrstufigen Vakuumkühlanlage überzuleiten. Für die Aufrechterhaltung des Kristallbettes in der notwendigen Größenordnung wird insbesondere in einer vielstufigen Anlage eine ständige Beobachtung der einzelnen Verdampfungsstufen erforderlich. Diese Beobachtung ist jedoch in einer geschlossenen Apparatur nur schwierig durchzuführen. In diesen bekannten Anlagen wird deshalb eine große Menge von Feinkristallen mit ausgetragen, deren Kornvergröberung in den einzelnen Verdampfungsstufen erforderlich wäre.
  • Aus der nach unten sich verjüngenden Form des Unterteiles einer bekannten Vorrichtung kann eine gewisse Klassierwirkung angenommen werden, die jedoch keine Kontrolle über die Zusammensetzung des abgezogenen Salzes bietet. Mit dieser Vorrichtung ist es nicht möglich, ausschließlich grobes Salz oberhalb einer bestimmten Korngröße abzuziehen.
  • Diese Vorrichtung besitzt keinen bestimmten Querschnitt zur Herbeiführung einer klassierenden Wirkung. Die Arbeitsweise mit dieser Vorrichtung läßt deshalb keine Kontrolle des Kristallbetts zu, aus welchem laufend Lauge und Salz abgezogen werden müssen, so daß beträchtliche Mengen Feinkorn mit in die nächste Stufe gelangen. Diese einstufige An- lage kann aber bei der Kristallisation von Chlorkalium praktisch nicht verwendet werden, weil damit keine Wärmerückgewinnung möglich ist. Sobald jedenfalls in mehr- oder vielstufigen Vakuumkühlanlagen mit der bekannten Vorrichtung gearbeitet wird, enthält das Kristallisat dann neben einem Kristall von über 0,5 mm noch erhebliche Mengen von z.B. 720/0 Feinkorn unter dieser Korngröße, insbesondere unter 0,2 mm 7 0/o.
  • Diese Nachteile können vermieden werden, wenn bei einer Vorrichtung zur Gewinnung grobkörniger Salze aus ihrer gesättigten Lösung durch Abkühlen mittels Verdampfung bei vermindertem Druck in einer oder mehreren Stufen, bestehend aus einem Gefäß mit einem oberen, zylindrischen Teil und einem darunterliegenden konischen Teil, einem trichterförmigen Einbau, dessen obere Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, aus einer Ringleitung für die Umwälzung der Lösung von einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle zu einer über dem trichterförmigen Einbau liegenden Stelle, aus einer in die Ringleitung mündenden Zuführung für die Lösung, einer Leitung für die abzuführende Lösung und aus einem Austrag für die Kristalle, erfindungsgemäß unter dem konischen Teil ein nach oben und dann nach unten konisch sich verjüngender Teil angebracht, das Tauchrohr des trichterförmigen Einbaues in diesen Teil geführt und symmetrisch zu dem Tauchrohr ein nach oben oder unten verschiebbarer Doppelkegel vorgesehen ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei mehrstufigen Anlagen am unteren Kristallaustragsende eines jeden Gefäßes eine Leitung angeschlossen, die oberhalb des trichterförmigen Einbaues der nächsten Stufe mündet; weiterhin kann die letzte Stufe einer mehrstufigen Anlage an der Einschnürung unter dem konischen Teil den engsten und die erste Stufe den größten Querschnitt und die dazwischenliegenden Stufen entsprechend abgestufte Querschnitte aufweisen.
  • Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird in der Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellt (F i g. 1 und 2). Die zu kristallisierende Lösung wird in die Umlaufleitung 1 an dem Stutzen 2 eingeführt und tritt oberhalb des Flüssigkeitsspiegels an der Stelle 3 in den Verdampfkörper 4 ein. Durch die Mischung der frisch zugeführten Lösung mit der bereits abgekühlten wird der Temperatursprung im Verdampfer entsprechend dem Mischungsverhältnis herabgesetzt. Es wird dadurch erreicht, daß die Lösung bei der Verdampfung nur so weit abgekühlt wird, daß diese im metastabilen Sättigungsgebiet bleibt. Die Umwälzung kann auf bekannte Weise durchgeführt werden, z. B. durch Einsaugen von Luft in die aufwärts gehende Umlaufleitung beim Ventil 12 bzw. durch eine Propellerpumpe an der Umkehrstelle 13 dieser Leitung. Die Lösung wird durch Verdampfung und entsprechende Abkühlung übersättigt und gelangt über den konischen Trichter 5 und das Tauchrohr 6 in ein doppelt konisches Fußstück 7. Die Lauge strömt dann aufwärts durch die Einschnürung 8 am unteren Ende des konischen Unterteils des Verdampfers und tritt über den Ablauf 9 aus. Über der Einschnürung 8 werden die bei der Kristallisation entstehenden Kristalle durch die aufwärts gerichtete Strömung der Lösung in Schwebe gehalten. Die Übersättigung der Lösung wird in diesem Kristallbett ausgelöst. Wenn die wachsenden Kristalle eine bestimmte Korngröße und damit auch Sinkgeschwindigkeit erreicht haben, sind diese in der Lage, die Einschnürstelle 8 gegen die Aufwärtsströmung der Lösung zu passieren und in den doppelt konischen Fuß 7 abzusinken. Von hier aus werden diese an der Stelle 10 ausgetragen oder aber bei einer mehrstufigen Anlage über die Leitung 11 mit einer zum Transport notwendigen Flüssigkeitsmenge der nächsten Stufe zugeführt.
  • Das aus einer vorhergehenden Stufe am unteren Ende 10 des Doppelkonus 7 abgezogene Salzlaugengemisch kann in die nachfolgende Stufe über die Leitung 11 in die nächstfolgende Stufe übergeführt werden, so daß dieses neben dem trichterförmigen Einbau 5 durch das Rohr 11 an der Stelle 14 auf den Flüssigkeitsspiegel auftrifft (F i g. 2).
  • Durch die Einschnürung 8 erhält die durch Verdampfung übersättigte Lösung nach dem Austritt aus dem Tauchrohr 6 eine bestimmte Geschwindigkeit an der Einschnürstelle. Eine Regelung der Strömungsgeschwindigkeit kann durch Anderung des Querschnittes der Einschnürung mit Hilfe eines kleinen, nach oben und unten beweglichen Verdrängerkörpers 15 erfolgen, der sich auf dem Tauchrohr 6 befindet. Es gelingt dadurch, Kristalle einer bestimmten Korngröße mit engem Kornspektrum zu erzeugen.
  • Der Austritt der grobkristallinen Kristalle kann so gesteuert werden, daß die zwangläufig mit abgeführte Lösungsmenge gering ist. Die Förderung des Salzbreies in die nächstfolgende Stufe kann in bekannter Weise mittels eingesaugter Luft über das Ventil 16 erfolgen.
  • Die Einschnürung in der Stufe 1 einer mehrstufigen Anlage kann beispielsweise so dimensioniert sein, daß Kristalle mit einer Korngröße von 0,2 mm gegen die aufwärts gerichtete Strömung der Lösung abw sinken können. In der letzten Stufe, z. B. der Stufe 10, hat die Einschnürung vorzugsweise einen engeren Querschnitt, wodurch sich eine höhere Strömungs- geschwindigkeit einstellt, bei der beispielsweise Kristalle mit einer Korngröße von 1,5 mm absinken können. Die dazwischenliegenden Stufen 2 bis 9 weisen entsprechend abgestufte Querschnitte an der Einschnürungsstelle 8 auf, so daß jeder Stufe eine bestimmte Korngröße zugeordnet wird. Die in eine nachfolgende Stufe eingeführten Kristalle sinken in das Kristallbett ab und verweilen dort so lange, bis sie infolge Gewichtszunahme in der Lage sind, den engeren Querschnitt 8 dieser Stufe zu passieren.
  • Sofern bei der Kristallisation in einer Verdampfstufe das Kornwachstum nicht schnell genug fortschreitet und dadurch eine Vermehrung der Feinkornanteile eintritt, nimmt der Feststoffgehalt im Verdampfkörper zwangläufig unerwünscht zu. In diesem Fall regelt sich die Höhe des Kristallbettes dadurch, daß sich auf Grund der höheren Feststoffkonzentration die Trennkorngröße nach unten verschiebt.
  • Mit- der beanspruchten Vorrichtung lassen sich Salzkristalle, z. B. aus einer Hartsalzlösung aus Kalirohsalzen, erzeugen, die einen Gleichmäßigkeitskoeffizienten ergeben, der im Körnungsnetz nach Rosin-Rammler bei n=5 liegt, wodurch auch der erhebliche technische Fortschritt zum Ausdruck kommt. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Gewinnung grobkörniger Salze aus ihrer gesättigten Lösung durch Abkühlen mittels Verdampfung bei vermindertem Druck in einer oder mehreren Stufen, bestehend aus einem Gefäß mit einem oberen zylindrischen Teil und einem darunterliegenden konischen Teil, einem trichterförmigen Einbau, dessen obere Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, aus einer Ringleitung für die Umwälzung der Lösung von einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gelegenen Stelle zu einer über dem trichterförmigen Einbau liegenden Stelle, aus einer in die Ringleitung mündenden Zuführung für die Lösung, einer Leitung für die abzuführende Lösung und aus einem Austrag für die Kristalle, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem konischen Teil ein nach oben und dann nach unten konisch sich verjüngender Teil (7) angebracht, das Tauchrohr (6) des trichterförmigen Einbaues in diesen Teil geführt und symmetrisch zu dem Tauchrohr ein nach oben oder unten verschiebbarer Doppelkegel (15) vorgesehen ist.

Claims (1)

  1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufigen Anlagen am unteren Kristallaustragsende (10) eines jeden Gefasses eine Leitung (11) angeschlossen ist, die oberhalb des trichterförmigen Einbaues (5) der nächsten Stufe mündet.
    3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Stufe einer mehrstufigen Vakuumkristallisationsaniage an der Einschnürung (8) den engsten und die erste Stufe den größten Querschnitt und die dazwischenliegenden Stufen entsprechend abgestufte Querschnitte aufweisen.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Ausiegeschriften Nr. 1004141, 1036814.
DEW29163A 1960-12-24 1960-12-24 Vorrichtung zur Gewinnung grobkoerniger Salze durch Vakuumkuehlung Pending DE1258828B (de)

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EP0352847A1 (de) * 1988-07-29 1990-01-31 SOLVAY (Société Anonyme) Verfahren und Vorrichtung zum Kristallisieren eines Minerals

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