DE2315835A1

DE2315835A1 - Kontinuierlich arbeitender verdampfungskristallisations-apparat

Info

Publication number: DE2315835A1
Application number: DE2315835A
Authority: DE
Inventors: Georges Windal
Original assignee: Fives Lille Cail
Current assignee: Fives Lille Cail
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1973-10-11
Also published as: NL7304424A; SU480210A3; IT981717B; AR197595A1; BE797530A; FR2177535A1; DE2315835B2; ZA732072B; SE375914B; JPS498461A; GB1421577A; PL85222B1; CA990638A; US3880593A; CS170469B2; DE2315835C3; BR7302238D0; ES413034A1

Description

Kontinuierlich arbeitender Verdampfungs-Kristallisations-Apparat

Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristallisations-Apparat, mit einem geschlossenen, zylindrischen Jiessel mit vertikaler Achse, dessen unterer Teil durch radiale Trennwände in mehrere jeweils Heizelemente enthaltende Abteilungen aufgeteilt ist, wobei aufeinander folgende Abteilungen, mit Ausnahme der letzten Abteilung und der unmittelbar auf diese folgenden Abteilung, durch Öffnungen in den Trennwänden miteinander in Verbindung stehen.

Es ist bekannt, daß bei den Apparaten dieser Bauart eine konzentrierte Lösung des zu kristallisierenden Produktes

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mit Kristallkeimen in eine erste Abteilung eingefüiirt wird und diese Mischung alle Abteilungen durchfließt, um schließlich aus der letzten Abteilung abgezogen zu werden, wobei die Kristallisation des gelösten Produktes eine progressive Vergrößerung der Keime hervorruft. Gleichzeitig wird jeder Abteilung eine ungesättigte Lösung des zu kristallisierenden Produktes zugeführt, und die Zuführmengen werden geregelt, um die Übersättigung der Lösung in jeder Abteilung auf einem Wert zu nalten, der unter jberücksicntigung der durch die Heizelemente bewirkten verdampfung einer optimalen Kristallisationsgeschwindigkeit entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kristallisationsapparat der bescnriebenen Art so auszubilden, daß eine leichte Regelung der zufuhrmenge für die Abteilungen ermöglicnt wird und daß ferner ein wirksames Abwaschen der Wandungen und Trennwände erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kristallisationsapparat θϊηθ im oberen Teil,des Kessels eine Zuführungsröhre oder -rampe angeordnet ist, die sich um die Kesselacnse drent, so daß alle Abteilungen nacneinander und periodiscn gespeist werden, und daß üinricntungen zur Regelung der jeder Abteilung zugefünrten Menge ungesättigter Lösung vorgesenen sind.

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Torteilhaft ist die Ausbildung der Regeleinrichtung aus beweglichen Klappen, die am oberen Rand der Trennwände montiert sind und die !löslichkeit schaffen, den Querschnitt der oberen Öffnung der Abteilungen zu verändern.

Diese Klappen können in der Yfeise montiert sain, daß sie auf dem oberen Rand der Trennwände geschwenkt werden können. Sie haben vorzugsweise die Form eines Dreiecks, dessen an die Achse des Kessels angrenzende Spitze einen Winkel bildet, der kleiner ist oder ebenso groß wie der halbe von zwei benachbarten Trennwänden gebildete 7/inkel.

Die Düsen der Röhre sind so ausgerichtet, daß sie die radialen Trennwände und die Kesselwand bespritzen. ■

Die Röhre kann zur Horizontalen geneigt sein, wobei ihre Neigung annähernd gleich der maximalen Feigung der oberen PCante der Klappen ist.

Die zugefiihrte !.!enge kann abhängig von der Konzentration der in den Apparat eintretenden Lösung, von Prozentsatz an Kristallen oder 'Trockensubstarizen des aus den Apparat abgezogenen Produktes, von der verbrauchten Dampfmenge· etc. automatisch geregelt werden.

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In der letzten Abteilung kann eine ergänzende Speisung mit · ungesättigter Lösung vorgenommen weiden, deren Menge automatisch geregelt wird in Abhängigkeit vom Prozentsatz an Kristallen oder Trockensubstanzen des aus dem Apparat abgezogenen Produktes oder von irgendeiner repräsentativen Größe des des Zustandes dieses Produktes.

In bestimmten anderen Abteilungen können ebenfalls eigene Speiseleitungen vorgesehen werden, die mit Einstellschiebern versehen sind und durch die eine Ergänzungsmenge an ungesättigter Lösung dort eingeführt werden kann.

Zwei nicht beschränkende Ausfüfcrmgsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

I¹Ig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kristallisationsapparat;

Pig. 2 einen Querschnitt durch den Apparat nach Pig. 1; Pig. 3 eine schematische Abwicklung des Apparates nach

Pie. 1;
Pig. 4 einen Vertiicalschnitt durch eine gegenüber P-ig. 1

abgeänderte Ausführungüform; und Pig,5 einen Querschnitt durch den Apparat nach Pig. 4.

Der in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Apparat ist als .

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zylindrischer Kessel 10 mit vertikaler Achse ausgebildet. An seinen Enden ist er durch konische Abdeckungen 12 und 14 verschlossen. :

Innen ist der Kessel durch vertikale und radiale Trennwände ■ 15 in acht Abteilungen aufgeteilt> die sich vorn. Boden des Kessels bis zu etwa zwei Drittel seiner Höhe erstrecken. Sie sind einerseits an der Kesselwand und andererseits an einer zentralen Stange 16 befestigt.

Diese Trennwände tragen an ihrem oberen Ende dreieckige Klappen 18, die am oberen Rande der Trennwände um eine horizontale Achse 20 geschwenkt werden können. Durch eine nicht gezeigte, von außen zugängliche Einrichtung kann die Neigung der Klappen geändert werden und können sie in der gewählten Lage fixiert werden. Jede Klappe hat die Form eines gleichsohenkeligen Dreiecks, dessen der Kesselachse nahe Spitze einen Winkel bildet, der kleiner ist oder ebenso groß wie die Hälfte des kleinsten der Winkel, die von der die Klappe tragenden Trennwand und den beiden benachbarten Trennwänden gebildet werden, so daß Bewegungen der Klapi>e nicht durch die benach- , barten Klappen behindert werden. '.

Der Rauminhalt der durch die Trennwände abgegrenzten Abteilungen vergrößert sich gleichmäßig von Abteilung 1 bis Ab-

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teilung 7. In diesen Abteilungen erfolgt die Kristallisation,, während Abteilung 0 zum Eindicken der Lösung dient. Die in

Strömungsriehtung letzte Abteilung^ 7 ist mit einem Auslaß-Rohrstutzen 24 versehen.

Jede Abteilung steht mit den benachbarten Abteilungen durch öffnungen 2Ö in den Trennwänden in Verbindung mit Ausnahme der Abteilungen 0 und 7, die nicht miteinander verbunden sind.

im Querschnitt

Im unteren i'eil des Kessels ist ein/kreisförmiges Bündel 30 von Heizelementen angeordnet; zwischen dem Umfang des Bündels und der Kesselwand befindet sich ein ringförmiger Zwischenraum. Das H-eizelementbündel kann aus Rohren oder radialen oder kreisförmigen . Platten . bestehen.

Es können auch für jede Abteilung Einzelbündel vorgesehen werden oder Bündel mit verschiedener Ausführung für mehrere Abteilungen. Insbesondere könnte in Abteilung 0 und in der ersten Abteilung oder in den ersten Abteilungen ein Bündel verwendet werden, -dessen Elemente enger nebeneinander ange*- ordnet sind, denn die in d:iesen Abteilungen zirkulierende Lösung ist wenig konzentriert und relativ £iä»»ig*- dünnflüssig.

Im oberen Teil des Kessels ist eine Berieselungsröhre 32 an geordnet, die sich um die Xesselachse dreht» Sie wird durch

einan G-etriebemotor oder eine andere geeignete Vorrichtung mit konstanter, aber änderbarer Geschwindigkeit in«Drehung, versetzt, über eine Drehkupplung ist die Eöhre an eine nient dargestellte Speiseleitung angeschlossen.

Die Mündungen der Röhre sind so angeordnet, daß die Strahlen gegen die Trennwände unü die Eesselwand gerichtet sind. Die Eöhre kann auch mit Düsen ausgerüstet werden, die Strahlen Von geeigneter Form und Richtung erzeugen.

Die Röhre 32 ist zur Horizontalen geneigt una ihre Ueigung gleich derjenigen des oberen Randes der Klappen, wenn sie senkrecht stehen. Sie könnte auch anders geneigt oder horizontal angeordnet sein.

Schürze

Der untere Teil des Kessels kann von einer ~&m& umgeben sein, wie es bei 33 im rechten Teil der Pig. 1 gezeigt ist, und es

dieser

könnte zwischen «tea-B»»* und der Kesselwand eine Heizflüssigkeit zirkulieren.

Im Betrieb v/ird die ungesättigte Lösung des zu kristallisierenden Produktes nach und nach und periodisch durch die sich drehende Röhre allen Abteilungen zugeleitet. In_Abteilung 0 ist die Lösung durch Verdampfen eines Teiles der Lösung infolge der durch das Keizbündel zugeführten Wärme bis zur Über-* Sättigung konzentriert. Die konzentrierte Lösung wird der . - '

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Abteilung 1 zugeführt, außerdem Kristallkeime oder ein wagna, das aus einer konzentrierten Lösung ungelöst enthaltenen ivristallen gebildet ist. Die auf diese Weise gebildete mischung durcnfließt alle Abteilungen und wird schließlich aus Abteilung 7 über einen Rohrstutzen 24 abgezogen.

Die durch die Röhre 32 in jede Abteilung geleitete Lösungs- menge muß geregelt werden, um das volumen des verdampften Lösungsmittels auszugleichen, damit der Sollwert der Übersättigung der Lösung erhalten bleibt/Diese Regelung wird mit Hilfe der Klappen 18 durchgeführt, deren i\ieigung variiert werden kann, so daß sich der Querschnitt der oberen Öffnung der Abteilungen ändert, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Da das volumen der Lösung, das bei jeder Umdrehung des Rohres in jede Abteilung geleitet wird, vom Querschnitt der oberen Öffnung der Abteilung abhängt, kann die Verteilung der von der Rönre 32 bei jeder Umdrehung abgegebenen Gesamtmenge mit Hilfe der klappen 18 verändert werden.

Ein bei kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristallisations-Apparaten bekanntes Regelsystem kann dafür eingesetzt werden, die Zufuhrmenge der Rohre in Abhängigkeit von der verbrauchten Heizdampf menge oder von der Konja zentrat ion der zugeführten Lösung oder von besonderen Eigenschaften des Produktes in einer Abteilung oder bei seinem Austritt zu regeln. Anstatt die ^ufuhrmenge der Röhre zu regeln.

kann auch die Menge oder der Druck des Heizdampfes in bekenn-

ter Weiae geregelt werden.

Eine an die Speiseleitung mit ungesättigter lösung angeschlossene Leitung 38 ermöglicht die Zufuhr einer Brgänzungsmenge in die Abteilung 7. Durch eine auf einen Schieber 39 einwirkende, in der Leitung 38 angeordnete Regeleinrichtung kann diese zusätzliche Menge in Abhängigkeit von der Dichte, der Viskosität oder einer anderen Kenngröße des aus der Abteilung 7 abgezogenen Produktes automatisch geregelt werden, um diese Größe auf einem Sollwert zu halten. Die Leitung 38 kann an eine in Abteilung 7 an einer Trennwand oder der Kesselwand oberhalb des Spiegels der Lösung angeordnete Berieselungsröhre angeschlossen werden.

In bestimmten Fällen könnte für andere Abteilungen eine ergänzende Zufuhrmenge vorgesehen werden.

Die von der Röhre 32 auf die Trennwände und die Kesselwand gespritzte Lösung bildet auf diesen Y/änden einen Plussigkeitsfilm, der die dort festgesetzten Kristalle auflöst.

Die Drehgeschwindigkeit der Röhre wird so gewählt, daß ein wirksames Abwaschen der Trennwände und der Kesselwand sichergestellt ist.

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Der im Apparat erzeugte Dampf wird über eine an eine TTnter-

druckquelle angeschlossene ITündung 34 abgesaugt. ';

Der Druck des Heizdampfes und die Höhe des Unterdruekes. kann, wie bei allen Kristallisationsapparaten, eingestellt werden«. ■

Die Lösung könnte in einen getrennten Apparat eingedickt werden. In diesem Falle käme die Abteilung 0 in Portfall, und' die konzentrierte Lösung und die Kristallkeime oder das Magna würden der ersten Abteilung zugeführt werden.

Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Apparate der sich vom Apparat der Figuren 1 bis 3 nur durch bauliche Details unterscheidet; die Trennwände 15' sind in gleichen Abständen angeordnet and die sechs Abteilungen haben- dieselben Yolumina.

Andererseits ist das ringförmige Heizelementbündel an der . Kesaelwand befestigt und zwischen der Innenwand dieses Bün— . dels und dem zentralen Stab 16' i?t ein zentraler Raum geschaffen.Das Heizelementbündel besteht aus hohlen, vertikalen; und radial angeordneten Platten, wobei lange Platten-40 mit kurzen Platten 42 abwechseln, um die Wärmeaustauschfläche zu vergrößern. ' .

Die Platten jeder Abteilung werden unter Zwischenschaltung ·

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eines Dampfkastens 44 gespeist, so daß die Heizung jeder; JÜ3-teilung einzeln eingestellt werden kann.

Die Heizelemente könnten auch als konzentrische, kreisförmige Platten ausgebildet sein oder aus einem Rohrbündel "bekannter Bauart bestehen.

Die Porm des Kessels, sein Aufbau und die Anordnung der Heizbündel können weitgehend modifiziert werden, insbesondere
könnten für diesen Apparat bereits ausgeführte oder vorgeschlagene Bauarten und Anordnungen für nicht kontinuierlich
arbeitende Siedekessel übernommen v/erden.

Die Erfindung ist für die Kristallisation eines in einem verdampfbaren Lösungsmittel aufgelösten Produktes anwendbar,
insbesondere, aber nicht ausschließlich, für die Produktion
von Z ucker kristall en aus Zucker*ti¥e»saft·

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Claims

29. März 1973 Akte; Pü-m 7555 Patentansprüche.

1.J kontinuierlich arbeitender verdampfungs-Kristallisations-Apparat, mit einem geschlossenen zylindrischen sessel mit vertikaler Acnse, dessen unterer Teil durch radiale Trennwände in mehrere Abteilungen aufgeteilt ist, wobei aufeinanderfolgende Abteilungen, mit Ausnahme der letzten Abteilung und der unmittelbar auf diese folgenden Abteilung durch Öffnungen in den Trennwänden miteinander in verbindung stehen, dadurch gekennzeiennet, daß im oberen Teil des Kessels eine Zuführungsröhre oder -rampe angeordnet ist, die sich um die üesselachse dreht und daß Einrichtungen zur Regelung der jeder Abteilung zugeführten Menge an ungesättigter Lösung vorgesehen sind.

2.) Kristallisationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände an ihren oberen Teil bewegliche Klappen tragen, mit denen die Querschnitte der oberen Öffnungen der Abteilungen änderbar sind.

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3.) Krietallisationaapparat nach Anspruch 2,,daduroh gekennzeichnet, daß die Klappen auf dem oberen Sand der Trennwände schwenkbar angeordnet sind.

4.) Kristallisationsapparat nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen, die form eines Dreiecks aufweiten, deren der Kesselachse naheliegende Spitze einen Winkel bildet, der kleiner ist als oder pleftefe groß wie dl· Hälfte des von zwei benachbarten Trennwänden gebildeten
Winkels.

5.) Kristallisationsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

bzw.Raupe
zeichnet, daß die Düsen der Röhre/so ausgerichtet sind, daß die Trennwände und die Kesselwand bespritzt werden.

6.) Kristallisationsapparat nach Anspruch 2 oder 3» dadurch ge-

bzw. Rampe

kennzeichnet, daß die Röhre/zur Horizontalen geneigt ist und ihre Heigung annähernd gleich der maximalen neigung der oberen Kante- der Klappen ist.

7.) Kristallisationsapparat nach Anspruch 1, dadurch·gekennzeichnet, daß die letzte Abteilung eine Leitung für eine Ergänzungs-Zufuhrmenge mit einem Schieber "aufweist, dessen öffnung geregelt wird, um eine Kenngröße des aus dem Apparat abgezogenen Produktes gleichmäßig auf einem Sollwert zu halten.

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8.) Kriatallisationsapparat naoh Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bestimmte Abteilungen eigene Zufuhrleitungen enthalten, in denen Regelschieber angeordnet sind und die die Zuführung einer regulierten Ergänzungsmenge ungesättigter Lösung ermöglichen.

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