JPH0551401U - 結晶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、加熱された母液をチューブに供給
しても結晶溶解現象や突沸現象を引き起こすことなく安
全に運転することができる結晶装置を提供することを目
的とする。 【構成】 母液が収納されるチューブと、このチューブ
の内部に設けられたドラフト管と、チューブの内部に設
けられて母液を循環する攪拌翼と、チューブの側壁に設
けられた母液供給口を具備してなり、母液供給口にドラ
フト管の上方側に向けて延出する案内管を接続し、この
案内管の先端部をドラフト管の上端部と母液液面との間
であってドラフト管の外周部上縁近傍に設け、案内管の
先端部に上向きの開口部を形成してなる。 【効果】 本考案によれば、逆循環型結晶装置におい
て、高温の母液をドラフト管上方の母液液面中央側で蒸
発させることができる。よって蒸発作用が安定化し、安
定した連続運転ができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は母液から結晶製品を形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、硫安、クエン酸、塩化カリウムなどの各種結晶製品を製造する装置の一 例として、図２に示す構造の結晶装置が知られている。 この結晶装置１は、ドラフトチューブバッフル型結晶装置として知られるもの であり、結晶製品を製造するための母液Ｂが収納された縦型のタンク２を備えて 構成されている。 このタンク２の内部には、タンク２の内部空間を仕切る縦型のドラフト管３が 設けられ、タンク２の底壁外周のバッフル４の外方には、バッフル４の周囲を覆 う環状のセトリング壁５が形成され、セトリング壁５の底部には下窄まり状のテ ーパ壁６が形成され、テーパ壁６の底部に攪拌機駆動部７が形成されている。な お、タンク２の上端部には、図示略の真空排気装置に連結される排気口２ａが形 成されている。

【０００３】 また、ドラフト管３の底部には、母液Ｂの循環を行なう攪拌翼８が設けられて いる。この攪拌翼８の回転により、ドラフト管３の内部側に図２の矢印に示すよ うな母液Ｂの上向きの流れを形成するとともに、ドラフト管３の外方側に図２の 矢印に示すような下向きの母液Ｂの流れを形成して母液Ｂをタンク２内で循環さ せるものである。 なお、図２に符号９で示すものは、ドラフト管３を支持するためにバッフル４ の内周面に延設された支持翼であり、１０はセトリング壁５の上部に形成された 取出管、１１はテーパ壁６の途中に形成された母液Ｂの供給口、１２はテーパ壁 ６の途中に形成された結晶スラリの取出口である。

【０００４】 図２に示す構成の装置においては、タンク２の外方に設けた加熱装置で母液Ｂ を加熱し、その後に母液Ｂを供給口１１からタンク２の内部に供給するとともに 、攪拌翼８を低速（６０〜１２０ｒｐｍ）で回転させてタンク２内で図２の矢印 に示すような母液Ｂの流れを生じさせる。また、排気口２ａに接続した真空排気 装置から排気を行なって母液Ｂの液面上方空間を減圧する。 すると母液Ｂは、その液面近傍で沸騰するので、この沸騰部分がタンク２内の 母液Ｂにおいて、最も過飽和度の高い領域となる。 また、ドラフト管３内を母液Ｂが上昇する間、母液Ｂ中の結晶は成長を続ける が、この成長中の結晶は、前記過飽和度の高い領域に移動されると、この過飽和 度が効果的に作用して結晶の核成長が促進される。

【０００５】 過飽和度の高い母液Ｂの表面部分を通過した母液Ｂの内部には多数の結晶が生 成され、この結晶はドラフト管３の周囲を下降しながら成長してゆく。 次に一定の粒径に達した結晶スラリを取出口１２から取り出し、遠心分離機な どにかけて結晶を得ることで所望の結晶製品を得ることができる。 なお、セトリング壁５の内部領域では母液Ｂは上向きの流れを形成し、結晶ス ラリはタンク２の内部側に残され、母液内の不要な微粒子が取出管１０からタン ク２の外部に排出されるようになっている。 以上説明したように結晶装置１を用いることで母液Ｂから結晶製品を得るこ＆ ができるとともに、前記結晶装置１にあっては、攪拌翼８の回転速度を調節して 循環量を調節することで核の異常発生を防止することができ、結晶の成長速度を 高くすることができる。

【０００６】 ところで、本考案者らは先に、前記構成の結晶成長装置１を発展させた構成の 新規な結晶成長装置を開発している。図３にこの種の結晶成長装置の一構造例を 示す。 図３に示す結晶成長装置１５は、縦型のタンク１６と、タンク１６の内部に設 けられたドラフト管１７と、タンク１６の底部に設けられた下窄まり状のテーパ 壁１８と、テーパ壁１８の下部に接続された攪拌機駆動部１９と、ドラフト管１ ７の底部に設けられた攪拌翼２０を具備して構成されている。前記の構造により 、タンク１６の内部空間は、ドラフト管１７の内部の中央流路とドラフト管１７ の外側の周囲流路に区画されている。 また、タンク１６に収容されている母液Ｃの液面より若干下方には、タンク１ ６の側壁を貫通した供給口２１と母液Ｃの取出口２４が設けられ、テーパ壁１８ には結晶スラリの取出口２２が取り付けられている。 また、タンク１６の頂部には真空排気装置に接続される排気口２３が形成され ている。

【０００７】 前記構成の結晶成長装置１５は、外部ヒータで加熱された母液Ｃを供給口２１ から供給し、タンク１６内に一定の母液Ｃを貯留し、攪拌翼２０を回転させて図 ３に示すようにドラフト管１７の内部の中央流路に下向きの流れを生じさせると ともにドラフト管１７の外側の周囲流路に上向きの流れを生じさせて母液Ｃの循 環を行なうものである。 そして、取出口２２からスラリを取り出し、このスラリを遠心分離機にかけて 処理することにより所望の結晶製品を得ることができる。 即ち、図３に示す結晶装置１５は、図２に示す結晶装置１とは逆方向に母液を 循環してスラリを得る逆循環型となっている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前記逆循環型の結晶装置１５は、小粒径の結晶形成用として好適な装置である が、以下に説明する欠点があった。 図３に示す結晶装置１５においても図１に示す結晶装置１と同様に母液Ｃを外 部ヒータで加熱してからタンク１６に供給している。 ところが、結晶装置１５においては、タンク１６内の母液Ｃの流れが図１に示 す装置とは逆方向であるので、外部ヒータで加熱された高温の母液Ｃが供給管２ １からタンク１６の内部に入るとドラフト管１７の上部側に流入しようとしてい る母液Ｃの流れに引き込まれ、高温のまま直ちにドラフト管１７の内部側に流入 する。 すると、ドラフト管１７の内部側の母液Ｃの液温を上昇させるので、この領域 での結晶の溶解、および、突沸現象を引き起こし、結晶装置１５の運転に支障を 来す要因となっている。 また、供給口２１からタンク１６内に導入された母液Ｃの一部分が、タンク１ ６の側壁内面部分で側壁に触れて急激に冷却されることがあると、側壁内面で結 晶化が起こり、側壁内面に結晶が付着してしまうことがあった。

【０００９】 本考案は前記事情に鑑みてなされたものであり、逆循環型の結晶装置において 、加熱された母液をタンクに供給しても結晶溶解現象や突沸現象を引き起こすこ となく安全に運転することができる結晶装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は前記課題を解決するために、母液が収納されるタンクと 、このタンクの内部に設けられてタンクの内部に中央流路と周囲流路を形成する 縦型のドラフト管と、タンクの内部に設けられてドラフト管内の中央流路に下向 きの流れを形成するとともにドラフト管外の周囲流路に上向きの流れを形成して 母液を循環する攪拌翼と、タンクの側壁に設けられた母液供給口を具備してなる 結晶装置であって、前記母液供給口にドラフト管の上方側に向けて延出する案内 管を接続し、この案内管の先端部をドラフト管の上端部と母液液面との間であっ てドラフト管の外周部上縁近傍に設け、案内管の先端部に上向きの開口部を形成 してなるものである。

【００１１】

【作用】

案内筒を設けることで外部ヒータで加熱された高温の母液をタンク内の母液液 面近傍に誘導することができ、これをタンク内の母液液面近傍で蒸発させること ができる。これにより母液の突沸現象が抑制されるとともに、母液液面近傍での 蒸発作用が安定になる。 また、案内筒によりドラフト管の上部近傍まで母液を導入すれば、供給された 母液がタンクの側壁近傍で不用意に結晶化することがなくなり、タンクの側壁内 面に結晶が付着することがない。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例について説明する。 図１は本考案の一実施例の結晶装置を示すものであり、この実施例の結晶装置 ３０は、図３に示す従来の結晶装置１５と略同一の構造であり、図３に示す装置 と同一部分には同一符号を付してそれらの部分の説明は省略する。 本実施例の結晶装置３０において従来の結晶装置１５と異なっているのは、タ ンク１６の側壁に設けた供給口２１に、案内筒３１が接続されている点である。 この案内筒３１は、母液Ｃの液面より下方であって、ドラフト管１７の上端部よ りも上方に設けられ、案内筒３１の先端部は、ドラフト管１７の上端部周縁の上 方に位置している。また、案内筒３１の先端部には、上向きの開口部３２が形成 され、案内筒３１の先端部には傾斜面３３が形成されている。

【００１３】 次に前記構成の結晶装置３０を用いて結晶製品を製造する場合について説明す る。 結晶装置３０を用いて結晶製品を形成するには、外部ヒータで加熱した母液Ｃ を供給口２１と案内筒３１を介してタンク１６の内部に流入させる。また、攪拌 翼２０を回転させて図１に示すようにドラフト管１７内の中央流路に下向きの流 れを生じさせ、ドラフト管１７の外部の周囲流路に上向きの流れを生じさせて母 液Ｃを循環させる。 この循環の間に取出口２２から結晶スラリを取り出し、遠心分離機にかけるこ とで所望の結晶製品を得ることができる。

【００１４】 ところで、結晶スラリを取り出すと、タンク１６の内部の母液Ｃは減少するの で、この減少分を補うために、外部ヒータで加熱した母液Ｃと新たな供給液を供 給口２１と案内筒３１を介してタンク１６に補給する。 ここで、母液Ｃは案内筒３１によりドラフト管１７の周縁上方で液面近くに供 給され、供給された母液Ｃはタンク１６内の母液Ｃの高温度の液面近傍で蒸発す るので安定した蒸発を行なうことができ、従来のようなドラフト管内での突沸現 象を引き起こすこともない。しかも、供給された高温度の母液Ｃが、タンク１６ の側壁で冷やされることはなく、タンク１６の側壁内面で結晶化してしまうこと はない。 このように安定した蒸発を促進し母液Ｃの循環を行なうことで、取出口２２か ら結晶スラリを取り出すことができ、これを次工程で遠心分離することにより所 望の結晶製品を得ることができる。

【００１５】 （実験例） 前記構成の逆循環型結晶装置を運転した場合のタンク内真空度とタンク内液温 の測定結果を示す。この形成装置として、蒸発能力４５０ｋｇ／時間、晶析能力 ４４０ｋｇ／時間、蒸発部直径２００ｍｍ、原液量１２００ｋｇ／時間のものを 用いて実験を行なった。案内筒は、長さ６６０ｍｍ、直径１５０ｍｍであり、こ れを設けた装置と、設けていない装置を用意してそれぞれ運転し、それぞれ４時 間毎にタンク内の真空度と液温を測定した結果を表１と表２に示す。 表１に案内筒を設けた装置の試験結果を示し、表２に案内筒を設けていない装 置の試験結果を示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】 表１と表２に示す結果から明らかなように、案内筒を設けた装置では真空度が 安定し、突沸現象が起きていないことを示し、液温も約２度低下して変動幅も少 なく安定していることが明らかになった。なお、表２に示すようにタンク内の真 空度が変動するものは、突沸現象が生じていることを意味している。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ドラフト管中の中央流路に母液の下降流 生じさせ、ドラフト管外の周囲流路に上昇流を生じさせる逆循環型結晶装置
に おいて、タンクの側壁に母液の案内筒を設けて加熱母液をドラフト管上部側に供 給できるようにしたので、高温の母液をドラフト管上方の母液液面中央側で蒸発 させることができる。よって蒸発作用が安定化し、安定した連続運転ができる。 また、ドラフト管の上方のタンク中央部に高温の母液を送ることで、タンクの 側壁内面部での母液の急冷現象を抑えることができ、タンク側壁内面での結晶化 現象を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例を示す構成図である。

【図２】図２は従来のドラフトチューブバッフル型結晶
装置の一例を示す構成図である。

【図３】図３は図２に示す結晶装置を改良した新規構成
の結晶装置を示す構成図である。

【符号の説明】

Ｃ 母液 １６ タンク １７ ドラフト管 １９ 攪拌機駆動部 ２０ 攪拌翼 ２１ 供給口 ２２ 取出口（結晶スラリの取出口） ２４ 取出口（母液の取出口） ３１ 案内管 ３２ 開口部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 母液が収納されるタンクと、このタンク
   の内部に設けられてタンクの内部に中央流路と周囲流路
   を形成する縦型のドラフト管と、タンクの内部に設けら
   れてドラフト管内の中央流路に下向きの流れを形成する
   とともにドラフト管外の周囲流路に上向きの流れを形成
   して母液を循環する攪拌翼と、タンクの側壁に設けられ
   た母液供給口を具備してなる結晶装置であって、 前記母液供給口にドラフト管の上方側に向けて延出する
   案内管を接続し、この案内管の先端部をドラフト管の上
   端部と母液液面との間であってドラフト管の外周部上縁
   近傍に設け、案内管の先端部に上向きの開口部を形成し
   てなることを特徴とする結晶装置。