DE2061111C2

DE2061111C2 - Kontinuierliches Verfahren zum Kristallisieren von Lösungsmittel aus einer Lösung

Info

Publication number: DE2061111C2
Application number: DE2061111A
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Johannes Joseph Eindhoven Huige; Henricus Alexis Cornelis Son Thijssen
Original assignee: Grasso's Koninklijke Machinefabrieken Nv 's-Hertogenbosch Nl
Current assignee: Grasso's Koninklijke Machinefabrieken Nv 's-Hertogenbosch Nl
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1982-07-15
Also published as: ES386356A1; NO128252B; LU62210A1; OA03541A; DE2061111A1; AT317850B; SE388362B; IL35793A; JPS5651803B1; GB1322197A; IL35793A0; BE760140A; CA919578A; CH524382A; DK130047B; FR2073064A5; DK130047C

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausführungsform eines kontinuierlichen Kristallisationsverfahrens mittels Übersättigung durch Entzug von Wärme aus der zu kristallisierenden Lösung und/oder durch Verdampfung des Lösungsmittels. Die Erfindung betrifft sowohl die Kristallisierung eines gelösten Stoffes, ggf. eines Gemisches solcher gelöster Stoffe, wie die Kristallisierung eines Lösungsmittels aus einer Lösung. Letzgenannter Vorgang ist für wässerige Lösungen als eine Konzentrierung durch Ausfrieren bekannt. Insonderheit betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Ausführungsform der bekannten kontinuierlichen Kristallisationsverfahren, bei welchen Verfahren die zu kristallisierende Lösung zuerst eine Zone durchläuft, wo durch Kühlung und/oder Verdampfung eine Kernbildung stattfindet, worauf diese Kerne in einer nächsten Zone zu groben Kristallen mit den gewünschten Ausmaßen auswachsen.

Zur Durchführung eines solchen Kristallisationsvorgangs wurde bereits ein Verfahren beschrieben, bei dem in einem mit einer Kratzvorrichtung ausgestatteten Wärmeaustauscher durch Kühlung eine teilweise Kristallisation der Lösung auftritt und der anfallende Kristallbrei in eine gesonderte, kontinuierlich durchströmte Vorrichtung von länglicher Form eingeleitet wird, wo man die Kristalle im Brei wachsen läßt. In dieser Vorrichtung bewegt sich der Brei bei einer Verweilzeit von I bis 10 Stunden oder sogar noch länger nahezu in Pfropfströmung vom Eintritt bis zum Austritt, so daß nur eine geringe Durchmischung des eintretenden, kleine Kristalle enthaltenden Breis mit den austretenden gröberen Kristallen stattfindet (siehe DE-AS 12 86 507).

Der Einfluß der Verweilzeit des Kristallbreis in der kontinuierlich durchflossenen Wachstumsvorrichtung auf die mittlere Größe und die Größenverteilung der aus dieser Wachstumsvorrichtung austretenden Kristalle läßt sich mit dem Resultat vergleichen, das man bei ladungsweiser Lagerung des Kristallbreis in einem Reifungsgsfäß bei gleicher Verweilzeit erhalten würde.

ίο Bei diesem Verfahren wird bei Verlängerung der Verweilzeit in der Wachstumsvorrichtung die mittlere Größe der diese Vorrichtung verlassenden Kristalle zunehmen. Bei bestimmter Verweilzeit der Kristalle in der Wachstumsvorrichtung nimmt die mittlere Größe der Kristalle im austretenden Kristallstrom gleichfalls tu oder ab mit der Zu- bzw. Abnahme der mittleren Größe der Kristalle des der Wachstumsvorrichtung zugehenden Kristallbreis. Die mittlere Abmessung der Kristalle, welche den mit Kratzer versehenen Wärmeaustauscher verlassen, nimmt mit der Abnahme der Kernbildung in diesem Wärmeaustauscher bei gleichbleibendem Wärmeentzug je Gewichtseinheit Brei zu. Die Keimbildung läßt sich dadurch beschränken, daß man den Wärmefluß, d. h. die Abfuhr von Wärme je Zeiteinheit und je Oberflächeneinheit des Wärmeaustauschers niedrig hält. Durch einen geringen Wärmefluß nämlich wird die Unterkühlung des Krislalibreis in der Nähe der wärmeen« ziehenden Oberfläche und demzufolge auch die Keimbildung der Kristalle beschränkt bleiben. Der geringe zulässige Wärmefluß, notwendig für eine beschränkte Keimbildung, setzt eine große Kühlfläche voraus, und man kann deshalb keine kompakte Apparatur einsetzen, was hohe Investitionskosten mit sich bringt

Auch bei anderen Kristallisationsverfahren wird zur Gewinnung großer Kristalle die Keimbildung meistens niedrig gehalten. So kann sich bei der Klasse von Kristallisatoren, wo durch Übersättigung eine Kristallisierung eintritt, in der Zone, wo durch Kühlung

und/oder Verdampfung diese Übersättigung hervorgerufen wird, eine Keimbildung einstellen. Die Produktion von Kristallen in einem Kristallisationsgefäß steigt an bei Zunahme der Wärme- und/oder Lösungsmittelmenge, welche der zu kristallisierenden Lösung je Zeiteinheit entzogen wird. Eine Steigerung der dem Kristallisationsgefäß je Zeiteinheit entzogenen Wärme- und/oder Lösungsmittelmenge führt zu einer Erhöhung des Übersättigungsgrades. Falls die Übersättigung größer ist als die kritische Übersättigung, bei der es zu

so der Keimbildung kommen kann, hat eine Zunahme der Übersättigung eine größere Keimbildung zur Folge, wodurch sich die zu kristallisierende Substanz über eine größere Anzahl von Kristallen verteilen wird und die mittlere Kristallgröße abnimmt. Auch bei dieser Klasse von Kristallisatoren ist deshalb eine übermäßige Keimbildung der Entstehung großer Kristalle abträglich und ist somit die je Zeiteinheit und je Volumeneinheit Kristallbrei entzogene Wärme und/oder Lösungsmittelmenge beschränkt zu halten. Diese Beschränkung der zulässigen Produktionskapazität hat wiederum im Vergleich zu den Verfahren, bei denen diese Einschränkung nicht gelten würde, höhere Investitionskosten je Einheit Kristallprodukt zur Folge.
Die vorliegende Verbesserung beruht darauf, daß im Gegensatz zu der üblichen Auffassung, eine kräftige Keimbildung für die Gewinnung grober Kristalle sogar gewünscht sein kann, vorausgesetzt, daß man diese Keime in der Umkristallisationszone durch rasche

Mischung mit einem Brei grober Kristalle wieder auflöst

Das Auflösen von Keimen beruht auf der an sich bekannten physikalischen Erscheinung, daß sehr feine Kristalle in der Größenordnung 0,1 — 10 Mikron für die kleinste Kristallabmessung eine merklich größere Löslichkeit aufweisen als Kristalle von z. B. 100 Mikron oder mehr für die kleinste Abmessung. In einem grobe und feine Kristalle enthaltenden Brei stellt sich die Konzentration oder Temperatur der Flüssigkeitsphase in diesem Brei auf einem Wert ein, gelegen zwischen der Gleichgewichtskonzentration oder -temperatur der feinen Kristalle und der Gleichgewichtskonzentration oder -temperatur der groben Kristalle. Demzufolge werden sich die feinen Kristalle auflösen oder is schmelzen, während die groben Kristalle die gelöste Substanz aufnehmen und wachsen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein kontinuierliches Verfahren zum Kristallisieren von Lösungsmittel aus einer Lösung, bei dem der Lösung zunächst in einer Vorkristallisationszone so viel Wärme entzogen wird, daß sich Kristallkeime bilden, und bei dem der dann anfallende Kristallbrei in einer UmkristaUisationszone umkristallisiert wird, wobei die Kristalle des Lösungsmittels wachsen gelassen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die mittlere Verweilzeit für die sich bildenden Kristallkeime von ihrem Entstehen in der Vorkristallisationszone bis zur Umkristallisationszone nicht mehr als 1 Minute und höchstens Vioo der Verweilzeit in der Umkristallisationszone beträgt, und der Vorkristallisationszone eine kristallfreie Mutterlauge hinzugefügt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren führt eine Zunahme der Keimbildung in der Vorkristallisationszone und die damit zusammenhängende Abnahme der mittleren Größe der aus dieser Zone austretenden Keime zu einem Anstieg der mittleren Größe der in der Umkristallisationszone entstehenden Kristallprodukte. Bei dem aus der DE-AS 12 86 507 bekannten Verfahren hingegen hat eine größere Keimbildung eine Verringerung in der Größe der Kristallprodukte zur Folge. Demgemäß wird nach der DE-AS gewünscht, möglichst wenige aber größere Keime zu erhalten d. h. die Keimbildung nicht zu stark werden zu lassen, da nur dann angeblich in der Wachstumszone größere Kristalle erhalten werden. Hingegen ergibt sich nach der vorliegenden Erfindung, daß ein? Zunahme von kleineren Keimen in der Wärmeaustauscherzone zu einem Anstieg der mittleren Größe der Kristalle in der Umkristallisationszone führt so

Ein wichtiger Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß die gewünschten kleinen Keime auf einfache Weise zu erhalten sind, wenn man bei kurzer Verweilzeit in der Keimbildungszone eine starke Keimbildung vornimmt Diese starke Keimbildung kann auf einfache Weise z. B. durch eine starke Kühlung der Lösung und/oder eine starke Verdampfung des Lösungsmittels in der Keimbildungszone verwirklicht werden, im Gegensatz zu den Maßnahmen, welche bei den bekannten Verfahren zu ergreifen sind, damit der eo Wärme- oder Dampffluß beschränkt bleibt. Die Anwendung eines hohen Wärme- öder Dämpfflüsses wirkt in hohem Maße kosteneinsparend. So hat es sich erfindungsgemäß beim Konzentrieren von Lösungen durch Ausfrieren von Eis als möglich erwiesen, dank dem gewünschten großen Wärmefluß beim Kühlen der Lösung eine Eismenge 100—400 kg je m² Kühlfläche je Stunde abzuscheiden, während die mittlere Abmessung der so gewonnenen Kristalle der mittleren Kristallgröße bei den bisher üblichen Methoden gleichkommt, wo nur eine Menge von 10—50 kg Eis je m³ Kühlfläche und je Stunde anfällt.

Beim kontinuierlichen erfindungsgemäßen Verfahren soll die mittlere Zeit, die von den Keimen zum Durchlaufen der Strecke zwischen der Bildungsstelle in der Vorkristallisationszone und dem Eingang der Umkristallisationszone benötigt wird, sehr kurz sein. Haben sich einmal Keime gebildet so darf ihnen im Prinzip nicht die Möglichkeit geboten werden, zu solchen Ausmaßen, z. B. über 10 Mikron für die kleinste Kristallgröße, heranzuwachsen, daß die Löslichkeit dieser Keime sich nicht mehr signifikant von der der bereits in der Umkristallisationszone befindlichen Kristalle unterscheiden würde. Die mittlere Verweilzeit der Kristalle in der Umkristallisationszone soll dahingehend genügend lang sein, um den Kristallen, welche den Schmelzprozeß überleben, die Möglichkeit zu bieten, zu Kristallprodukten von den gewünschten Abmessungen, d. h. zu Kriötallen mit einer kleinsten Kristalilgröße von z.B. 100 Mikron, heranzuwachsen. V* eil außerdem die Wachstumsgeschwindigkeit der Keime in der Vorkristallisationszone durch eine höhere Übersättigung weitaus größer ist als die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle in der Umkristallisationszone, hat die mittler^· Verweilzeit der Keime in der Vorkristallisationszone im Vergleich zu der der Kristalle in der Umkristallisationszone sehr kurz zu sein.

Um diesen Anforderungen zu genügen, darf die mittlere Zeit, welche die Keime zum Durchlaufen der Strecke zwischen ihrer Bildungsstelle in der Vorkristallisationszone und dem Eingang zur Umkristallisationszone benötigen, nicht mehr als 1 Minute und vorzugsweise nur wenige Sekunden betragen, während das Verhältnis zwischen dieser Zeit und der Verweilzeit der Kristalle in der Umkristallisationszone auf einem Wert von maximal 1 :100, vorzugsweise 1 :1000 bis 5000 zu halten ist.

Damit in der Umkristallisationszone Krisulle zu ausreichender Größe, z. B. in der Größenordnung von 200 Mikron oder mehr für die kleinste Kristallabmessuiig, auswachsen können, wird die mittlere Verweilzeit der Kristalle und somit auch des der Umkristallisationszone als Produkt entzogenen Kristallbreis minimal 30 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Stunden, betragen müssen. Diese Zeit kann kurzer sein, je nachdem kleinere Kristalle der Umkristallisationszone zugehen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren führt eine Zunahme der Keimbildung in der Vorkristallisationszone und die damit zusammenhängende Abnahme der mittleren Größe der aus dieser Zone austretenden Keime zu einem Anstieg der mittleren Größe der in der Umkristallisationszone entstehenden Kristallprodukte. Bei w'.eii bekannten Verfahren dagegen hat eine größere Keimbildung eine Verringerung in der Größe der Kristallprodukte zur Folge. Beim Konzentrieren einer Saccharose-Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt die Zufuhr eines Eiskristallbreis mit einer mittleren kleinsten Kristallabmessung von 8 Mikron unter gleichbleibenden Bedingungen nach dreistündiger Verweilzeit im Umkristallisationsgefäß, bei einer Saccharosekonzentration in der Flüssigkeifspiiase von 30Gew.-% und einem Eisanteil von 30Gew.-%, eine mittlere kleinste Kristallabmessung von etwa 300 Mikron. Bei Zunahme der Keimbildung, die zu einer mittleren kleinsten Kristallabmessung von 5 Mikron führt, entstehen unter übrigens gleichen Bedingungen

Kristallprodukte mit einer kleinsten Kristallgröße von etwa 500 Mikron.

Um den Kristallisationsvorgang anlaufen zu lassen, kann mit einer beschränkten Keimbildung in der Vorkristallisationszone begonnen werden, worauf man diese Keime in der Umkristallisationszone heranwachsen läßt, um nach einiger Zeit, nachdem sich in der Umkristallisationszone Kristalle von ausreichender Größe gebildet haben, auf das erfindungsgemäße Verfahren umzuschalten, wobei die in der Vorkristallisationszone gebildete große Masse der Keime sich in der Umkristallisation wieder nahezu ganz auflöst. Auch kann direkt mit dem erfindiingsgemäßen Verfahren angefangen werden, wenn man im voraus in die Umkristallisationszone bereits einen Kristallbrei mit den gewünschten groben Teilchen einleitet.

Wie bereits erwähnt, ist die Umkristallisationszone — wo mehr oder weniger adiabatische Bedingungen herrschen — von der Vorkristallisationszone getrennt. in der der zu kristallisierenden Lösung eine große Menge Wärme und oder Lösungsmittel entzogen wird und in der Lösung eine solche Unterkühlung oder Übersättigung entsteht, daß eine Keimbildiing auftritt. Diese Keimbildung kann durch eigene Bewegung entstehen infolge der auftretenden Übersättigung oder Unterkühlung oder hervorgerufen werden mit Hilfe an sich bekannter künstlicher Mittel, wie Beigabe von Impfkristallen oder Benutzung von Ultraschallschwingungen, die man auf die übersättigte und unterkühlte Lösung einwirken läßt.

Damit der Effekt des Kristallisationsverfahrens — d. h. der Unterschied zwischen Konzentration der eintretenden Speisemenge und der Konzentration der Mutterlauge nach Abscheiden der Kristalle — maximal ist. wird man meistens kontinuierlich einen Teil des Kristallbreis aus der Kristallisations/one nach der Eintrittsseite der Vorkristallisationszone zurückführen.

Eine Pumpe in der Kreislauflcitung wird aber einen ■\bneb von Kristallen herbeiführen, und dieser Abrieb wird "-ich wiederum nachteilig auf die mittlere Größe der aus dem System abgehenden Kristalle auswirken. Ferner kann durch diesen Abrieb eine Verstopfung in der Vorkristallisavionszone auftreten. Aus diesem Gründe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Kreislaufleitung an dem Ende, das in der Umkristallisa· ::ons7one munde;, mit einer Trennvorrichtung ausgestattet. ^ςο ciaß eine nahezu kristallfreie Lösung zunukid'jft.

[-> kann ferner gewünscht sein, daß man die Mutterlauge, gewonnen nach '\usscheidung der Kris'ailprodiikte aus dem aus der Umkristallisationszone austretenden Brei, teilweise in die Umkristallisationsundoder V<--kristallisationszone zurückführt. Hierdurch ist es Tiöglich. jede beliebige Kristallmenge abzuführen, ohne daß es dabei eine direkte Beziehung gibt mit der abzuführenden Menge Mutterlauge.

Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren sehr vorteilhaft unter Anwendung einer besonderen Vorrichtung durchgeführt werden kann, w-obei das Umkristaliisationsgefäß dieser Vorrichtung mit einem »internen» Sieb versehen ist das als »zweiter Ausgang» dienen kann (siehe 11 in der Zeichnung). Dieses Sieb ermöglicht die Entkupplung der Durchführungsgeschwindigkeit und demzufolge der Verweilzeite~ im Wärmetauscher und im Umkristaliisationsgefäß. D:r;h diese' Sieb ist es möglich, eine kristallfreie Lo-;r s 7urr Wärmeaustauscher zurückzuführen und dadu-ch ein = rohere Durchführangsgeschwindigkeit durch den Wärmeaustauscher zu erzielen, ohne daß die Verweilzeit der Kristalle im Umkristaliisationsgefäß kurzer wird. Es ist klar, daß im Umkristaliisationsgefäß ein Rühren im Innern stattfinden soll, um die Kristalle, s die am Sieb zurückbleiben, schnell wieder so homogen wie möglich im Umkristaliisationsgefäß zu verteilen.

Ohne Anwendung der angegebenen besonderen Vorrichtung würde die Massenströmung vom Umkristaliisationsgefäß zur Trennvorrichtung ebenso groß

ίο sein müssen wie die Massenströmung vom Wärmeaustauscher zum Umkristaliisationsgefäß. Um bei großer Durchführungsgeschwindigkeit durch den Wärmeaustauscher durch den Wärmeaustauscher doch eine genügende Verweilzeit im Umkristaliisationsgefäß zu

is erhalten, müßte dieses Gefäß sehr groß sein, was viele Nachteile mit sich bringt.

Die Fi g. I und 2 zeigen schematisch Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, in F i g. I stellt (A 1) einen direkt gekühlten Wärmeaustauscher dar, der

2n mit einer Kratzvorrichtung (3) versehen ist-, ö ist ein Umkristaiiisaiiuiisgciäß mi; Rührer (5) und C ein Scheider, in dem die Kristalle von der Mutterlauge getrennt werden. Die Speisemenge, eine zu kristallisierende Lösung, wird durch die Leitungen (1) und (2) dem

2, Wärmeaustauscher (A 1) zugeführt; die in (A 1) gebildete Suspension von Kristallkeimen fließt durch die Leitung (4) in das Umkrisiallisationsgefäß B und wird fast gleichzeitig mit dem Inhalt des Umkristallisationsgefäßes durchmischt.

Von. Umkristaliisationsgefäß (B) aus strömt ein Kristallbrei durch die Leitung (6) in den Kristall-Mutterlauge-Scheider (Cy, die anfallenden Kristalle gehen über die Leitung (7) ab. Mutterlauge wird durch die Leitungen (8) und (9) abgeführt oder läuft teilweise mit

ji Hilfe uer Pumpe (10) durch die Leitungen (13) und (2) in den Wärmeaustauscher (A 1) zurück. Von Umkristallisationsgefäß (B)aus wird zugleich über Sieb (H). Pumpe (12) und Leitung (14) kristallfreie Mutterlauge rezirkuliert. Die Vorrichtung nach F i g. 2 unterscheidet sich nur dadurch von der der F i g. 1. daß der Wärmeaustauscher (A 1) durch einen Erhitzer (A 2) mit einfachem Durchgang und zugehörigem Flüssigkeit-Dampfscheider (D) ersetzt ist. Aus diesem Erhitzer A 2 strömt die Flüssigkeit über die Leitung (4) in den Dampfabscheider (D). Die darin gebildete Suspension von Kristallkeimen strömt durch die Leitung (4a^in das Umkristaliisationsgefäß (B).

Die Erfindung wird an Hand von zwei Ausführungsbcispielen erläutert. Beispiel 1 betrifft die Konzentra- tion einer Zuckerlösung durch Bildung von Eiskristallen mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Beispiel 2 bezieht sich auf die Auskristallisierung eines Salzes mit Hilfe der in Fig. 2 eingeze^hneten Vorrichtung.

Beispiel 1

Bei der Aufstellung von F i g. 1 werden stündlich iOO kg einer 10gew.-%igen Zuckerlösung eingespeist und zu 33,4 kg 30 gew.-%iger Lösung konzentriert; es

eo werden 66,6 kg Eis in der Stunde abgeschieden. Durch die Leitung (2) strömen 100 kg der Speisemenge zusammen mit 3058 kg kristaüfreiem Konzentrat mit 30 Gew.-% Trockenstoff aus dem Umkristaliisationsgefäß in den mit Kratzer versehenen Wärmeaustauscher (A \\ Dieser Wärmeaustauscher hat eine wärmeaustauschende Oberfläche von 035 m², und es werden in ihm stündlich 68 kg Eis gebildet wodurch der Eisanteil der austretenden Suspension etwa 2 Gew.-% beträgt Der

Temperaturunterschied zwischen der Lösung und dem Kühlmittel wird auf etwa 25°C gehalten; es wird dabei in der verwendeten Apparatur ein Wärmefluß von etwa 25 000 kcal/mVh hervorgerufen. Die Kristallkeime, welche nach einer mittleren Verweilzeit von 4 see den Wärmeaustauscher verlassen und dem Umkristallisationsgefäß (B) zugehen, haben als kleinste Kristallabmevung unter 5 Mikron. Das Umkristallisationsgefäß (B) enthält einen Kristallbrei von insgesamt 800 Liter. Dieser Brei wird eingehend gerührt. Anschließend werden von diesem Brei durch Filter (1 <) kontinuierlich 3058 kg kristallfreie Flüssigkeit in der Stunde mit Hilfe der Pumpe (12) in den Wärmeaustauscher (A 1) /urückbefördert. Das Niveau im Umkristallisationsge faß wird konstantgehaiten durch Abführung von r> Kristallbrei über die Leitung (6) in den Abscheider (C), wo das Eis vom Konzentrat getrennt wird. Die mittlere Vrrweilzeit der Kristalle in dem Umkristallisator beträgt 3 Stunden. Aus dem Abscheider (C) eehen stündlich 66,6 kg FJs und 200 kg Konzentrat mit :n 30 Gew.-% Feststoff ab. Dieser Konzentratstrom wird aufgespaltet in einen Produktstrom (33,4 kg je Stunde), der durch die Leitung (9) abgeht, und einen Umlaufstrom (166,8 kg je Stunde), der über die Leitung (13) in das Vorkristallisationsgefäß zurückgeführt wird. Der :■> Gewichtsanteil Eis im Umkristallisationsgefäß beträgt 25%. Mit diesem Verfahren bilden sich Kristalle mit einem mittleren Durchmesser von 0,6 mm. Weil diese Kristalle fast rund sind, läßt sich sowohl in Waschzentrifugen wie in Waschkolonnen eine scharfe Trennung S" zw^:schen Kristallen und Konzentrat bewerkstelligen.

Beispiel 2

Bei der Aufstellung nach Fig. 2 werden stündlich 33 kg einer Lösung, welche 50 Gew.-o/o MgSOi ■ 7 H₂O v, enthält, kontinuierlich in den Kristallisationsapparat eingespeist, und es werden gleichfalls kontinuierlich 16,5 kg MgSOi-ZH₂O-KHsIaIIe abgeschieden. Das Aufgabegut tritt mit einer Temperatur von 20" C über die Leitung (1) ein und wird anschließend in der Leitung jo (2) mit einem Strom (300 kg je Stunde) einer 60gew.-%igen Salzlösung (MgSO* · 7 H_:O) aus dem Umkristallisator Sund einer Menge (83,5 kg je Stunde) einer 60gew.-%igen Salzlösung aus dem Kristall-Mutterlauge-Abscheider (C) vermischt. Beide Lösungen haben eine Temperatur von 35°C. Im Erhitzer (A 2) mit einer Wärmeaustausch-Oberfläche von 0,03 m² wird die Lösung indirekt mit Niederdruckdampf auf 41,5⁰C erhitzt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und der Lösung beträgt !36"C; es wird hierbei ein Wärmefluß von 100 000 kcal/ni²/h bewerkstelligt. Die austretende Lösung wird durch Leitung (4) und nach Druckermäßigung einem Dampf-Flüssigkeit-Scheider (D) zugeführt, in dem durch Abzug des Lösungsmittels in Dampfform bei einem absoluten Druck von 30 mm Hg durch Leitung (15) eine spontane F.rhöhung der Konzentration an gelöstem Stoff unter gleichzeitigem Temperaturrückgang und Keimbildung stattfindet. Die mittlere Verweilzeit der Kristallkeimsuspension im Dampf-Flüssigkeit-Scheider beträgt 5 see. Die Suspension von Kristallkeimen, die 4 Gew-% festes MgSO) ■ 7 H₂O enthält, geht durch die Leitung (4^ kontinuierlich in das Umkristallisationsgefäß (B) ab. Dieser Kristallisator (Volumen 200 I) ist gegen Wärmeaustausch mit der Umgebung isoliert und mit einem Rührwerk versehen. Die mittlere Kristallgröße im Umkristallisator beträgt unter gleichbleibenden Bedingungen bei einer mittleren Verweilzcit von etwa 3 Stunden etwa 1 mm. Stündlich werden aus dem Umkristallisator mit Hilfe der Siebanlage (11) 300 kg kristallfreier Flüssigkeit abgeschieden und durch die Leitung (14) mit zugehöriger Pumpe (12) nach dem Erhitzer zurückbefördert. Das Niveau des Umkristailisationsgefäßes wird durch kontinuierlichen Abzug von Kristallbrei durch die Leitung(6) in den Kristall-Mutterlauge-Scheider (C) konstantgehalten. Aus diesem Scheideapparat werden stündlich 16,5 kg MgSOi · 7 H₂O Kristalle mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1 mm und 83,5 kg Mutterlauge mit 60Gew.-% gelöstem Stoff gewonnen. Letztgenannte Menge wird durch die Leitungen (8) und (13) mit zugehöriger Pumpe (10) in den Erhitzer (A 2) zurückgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zum Kristallisieren von Lösungsmittel aus einer Lösung, bei dem der Lösung zunächst in einer Vorkristallisationszone so viel Wärme entzogen wird, daß sich Kristallkeime bilden, und bei dem der dann anfallende Kristallbrei in einer Umkristalüsationszone umkristallisiert wird, wobei die Kristalle des Lösungsmittels wachsen gelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verweilzeit für die sich bildenden Kristallkeime von ihrem Entstehen in der Vorkristallisationszone bis zur Umkristailisationzone nicht mehr als 1 Minute und höchstens V₁₀₀ der Verweilzeit in der Umkristallisationszone beträgt, und der Vorkristallisationszone eine kristallfreie Mutterlauge hinzugefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kristallfreie Mutterlauge aus der Umkristallisationszone der Vorkristallisationszone im Kreislauf zugeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einem mit einer Kratzvorrichtung ausgestatteten Wärmeaustauscher mit einer Zuführung für die Lösung und einem unmittelbar damit verbundenen, mit einem Rührer versehenen Umkristallisationsgefäß, das eine Leitung zu einer Trennvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkristallisationsgefäß (B) eine zweite Leitung (14) aufweist, die an ein Sieb (H) im Umkristallisationsgefäß angeschlossen ist, um kristallfreie Mutterlauge zum Wärmeaustauscher (A) zurückzuführen.