PL173004B1 - Sposób krystalizacji substancji mineralnej i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej - Google Patents
Sposób krystalizacji substancji mineralnej i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnejInfo
- Publication number
- PL173004B1 PL173004B1 PL93315248A PL31524893A PL173004B1 PL 173004 B1 PL173004 B1 PL 173004B1 PL 93315248 A PL93315248 A PL 93315248A PL 31524893 A PL31524893 A PL 31524893A PL 173004 B1 PL173004 B1 PL 173004B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- slurry
- crystallization chamber
- zone
- crystallization
- central zone
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 70
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 70
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 41
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 31
- MQRJBSHKWOFOGF-UHFFFAOYSA-L disodium;carbonate;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O MQRJBSHKWOFOGF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- 229940076133 sodium carbonate monohydrate Drugs 0.000 claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 2
- 238000010964 desupersaturation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229940001593 sodium carbonate Drugs 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical compound O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D7/42—Preventing the absorption of moisture or caking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0004—Crystallisation cooling by heat exchange
- B01D9/0013—Crystallisation cooling by heat exchange by indirect heat exchange
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0036—Crystallisation on to a bed of product crystals; Seeding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D7/35—Varying the content of water of crystallisation or the specific gravity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
- Y10T117/1008—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with responsive control means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1016—Apparatus with means for treating single-crystal [e.g., heat treating]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
- Y10T117/10—Apparatus
- Y10T117/1024—Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
1. Sposób krystalizacji substancji mine- ralnej przez obnizenie przesycenia roztworu przesyconego, wedlug którego wprowadza sie breje krysztalów do roztworu przesyco- nego w komorze krystalizacji, gdzie podda- je sie breje cyrkulacji, znamienny tym, ze w czasie cyrkulacji poddaje sie breje cieciu mechanicznemu w komorze krystaliza- cji (28). P L 173004 B 1 FIG. 1 PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób krystalizacji substancji mineralnej i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej.
Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP 73085 sposób i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej zawierające komorę krystalizacji umieszczoną w powłoce, do której podłączone są przewód dopływowy i odpływowy oraz przewód doprowadzający substancję biorącą udział w krystalizacji. A ponadto w komorze krystalizacji umieszczone jest urządzenie do cyrkulowania brei utworzonej przez dyspersję kryształów w roztworze nasyconym substancją, która ma być poddana krystalizacji. Breja jest miejscem krystalizacji na zasadzie przesycenia - obniżenia przesycenia roztworu, przy czym cały czas breja krąży w komorze krystalizacji.
Przez określenie breja kryształów należy rozumieć zawiesinę kryształów substancji mineralnej w roztworze wodnym lub organicznym przesyconym substancjją która ma być poddana krystalizacji. Substancja mineralna tworząca kryształy brei może być taka sama jak substancja mineralna przeznaczona do krystalizacji lub inna. Wspomniana substancja jest na ogół taka sama jak substancja mineralna, która ma być poddana krystalizacji.
Sposób krystalizacji substancji mineralnej przez obniżenie przesycenia roztworu przesyconego, według którego wprowadza się breję kryształów do roztworu przesyconego w komorze krystalizacji, gdzie poddaje się breję cyrkulacji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w czasie cyrkulacji poddaje się breję cięciu mechanicznemu w komorze krystalizacji.
Korzystnie cyrkulację brei prowadzi się w jednym kierunku w środkowej strefie a następnie w przeciwnym kierunku w otaczającej ją pierścieniowej strefie.
Korzystnie cyrkulację brei prowadzi się ruchem opadającym w środkowej strefie a następnie ruchem wznoszącym w pierścieniowej strefie.
Korzystnie w dolnej części środkowej strefy wytwarza się osiowy przepływ brei.
Korzystnie jako breję stosuje się breję kryształów monohydratu węglanu sodowego w wodnym nasyconym roztworze monohydratu węglanu sodowego i wytwarza się przesycony roztwór monohydratu węglanu sodowego poprzez wprowadzenie do niego bezwodnego węglanu sodowego.
Urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej z brei kryształów zawierające komorę krystalizacji umieszczoną w powłoce, do której podłączony jest przewód dopływowy i odpływowy czynnika ciepłonośnego oraz przewody doprowadzające substancje biorące udział w krystalizacji i urządzenie do cyrkulowania brei w komorze krystalizacji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora krystalizacji zawiera element tnący do mechanicznego cięcia brei posiadający tarczę wyposażoną na swoim obwodzie w tnący wieniec zębów.
Korzystnie zęby są rozmieszczone symetrycznie na górnej i dolnej powierzchni tarczy.
Korzystnie przednia tnąca krawędź zęba jest skierowana prostopadle do tarczy.
Korzystnie tarcza jest osadzona na pierścieniu zamocowanym na wale umieszczonym w komorze krystalizacji, w dnie w kształcie stożka ściętego.
Korzystnie komora krystalizacji posiada pionową cylindryczną osłonę i jest podzielona na środkową strefę i pierścieniową strefę cylindrycznym szybem usytuowanym osiowo w komorze krystalizacji oraz otwartym na swoim górnym i dolnym końcu.
173 004
Korzystnie poniżej szybu jest usytuowana tarcza.
Korzystnie w cylindrycznym szybie pomiędzy środkową, strefą i pierścieniową strefą znajduje się otwór, w którym jest umieszczone górne zakończenie pionowej rury urządzenia upustowego.
Korzystnie koniec pionowej rury znajduje się w środkowej strefie.
Korzystnie koniec pionowej rury znajduje się w środkowej części środkowej strefy i pierścieniowej strefy.
Korzystnie koniec pionowej rury znajduje się w górnej połowie środkowej części środkowej strefy i pierścieniowej strefy.
Korzystnie pionowa rura jest umieszczona w pierścieniowej strefie, zaś koniec pionowej rury znajduje się w środkowej strefie w szybie.
Korzystnie pionowa rura jest usytuowana w dnie komory krystalizacji.
Korzystnie górne zakończenie pionowej rury jest połączone z odgazowującą rurą.
Korzystnie w dolnej części środkowej strefy jest umieszczona osiowo śruba zamocowana na pionowym wale.
Dzięki rozwiązaniu według wynalazku i zastosowaniu elementu tnącego breja jest poddawana działaniom naprężeń ścinających wymuszających przemieszczanie się dwóch strumieni brei wzdłuz wspólnej powierzchni. Naprężenia ścinające powodują lokalne obniżenie przesycenia roztworu nasyconego prowadzące do tworzenia się zarodków o małych wymiarach. Ponadto naprężenia ścinające powodują rozkruszanie się kryształów w brei. Zamontowanie urządzenia upustowego uniemożliwia powstawanie nieuporządkowanych skupień kryształów i osadzanie ich na dnie komory.
Urządzenie do krystalizacji substancji mineralnych w przykładzie wykonania pokazane jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia według wynalazku, w przekroju pionowym, fig. 2 przedstawia tnący element w przekroju wzdłuż linii II-II na fig. 1; fig. 3 - element tnący w przekroju wzdłuż linii III-III na fig. 2.
Wynalazek dotyczy sposobu krystalizacji substancji mineralnej, według którego to sposobu w roztworze przesyconym substancją przeznaczoną do krystalizacji sporządzana jest breja kryształów, która jest cyrkulowana w komorze krystalizacji 28. Cyrkulację brei prowadzi się ruchem opadającym w środkowej strefie 4 i następnie ruchem wznoszącym w pierścieniowej strefie 5. W dolnej części środkowej strefy 4 wytwarza się osiowy przepływ brei. Breja przepływając przez komorę krystalizacji 28 jest poddana cięciu mechanicznemu. Substancja mineralna jest krystalizowana na drodze usunięcia przesycenia roztworu i co najmniej jedna frakcja brei odprowadzana jest poza obręb instalacji. W sposobie według wynalazku mechanizm krystalizacji jest efektem obniżenia przesycenia roztworu przesyconego. Można je uzyskać na przykład na drodze reakcji chemicznej, schłodzenia, podgrzania lub odparowania.
Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie w krystalizacji monohydratu węglanu sodowego z bezwodnego węglanu sodowego. Sporządza się breję utworzoną z kryształów monohydratu węglanu sodowego w wodnym roztworze nasyconym monohydratu węglanu sodowego i wytwarza się roztwór przesycony monohydratem węglanu sodowego poprzez wprowadzenie bezwodnego węglanu sodowego.
W tym przykładzie realizacji sposobu według wynalazku źródło pochodzenia bezwodnego węglanu sodowego nie jest istotne. Korzystnie stosuje się kryształy zwykłego bezwodnego węglanu sodowego powstającego podczas kalcynacji dwuwęglanu sodowego uzyskanego metodą amoniakalną.
Urządzenie przedstawione na fig. 1 składa się z komory krystalizacji 28, której granice wyznaczone są cylindryczną pionową osłoną 1 i dnem 2 w kształcie stożka ściętego. W komorze krystalizacji umieszczony jest osiowo cylindryczny pionowy szyb 3, który dzieli w ten sposób komorę krystalizacji na środkową strefę 4 i pierścieniową strefę 5. Przewody 6 i 7 służą do doprowadzania substancji biorących udział w krystalizacji. Śruba 9 zainstalowana na pionowym wale 10 jest usytuowana w dolnej jednej trzeciej środkowej strefy 4. Śruba 9 jest śrubą wytwarzającą przepływ osiowy i jej zadaniem podczas pracy instalacji jest nadanie brei kryształów przepływu o ruchu opadającym w środkowej strefie 4 i ruchu wznoszącym w pier173 004 ścieniowej strefie 5. Osłona 1 jest otoczona powłoką 11 połączoną z dopływowymi przewodami 12 i odpływowymi przewodami 13 czynnika ciepłonośnego. Urządzenie upustowe 8, opisane poniżej, służy do odprowadzania brei kryształów z komory krystalizacji w sposób przerywany lub ciągły.
W komorze krystalizacji 28 zainstalowany jest, zgodnie z wynalazkiem, umieszczony pod szybem 3, element tnący 14 do mechanicznego cięcia brei kryształów podczas pracy urządzenia. Element tnący 14 składa się z tnącego koła 15 osadzonego na obrotowym wale 16 przechodzącym przez ściankę 2 stożka ściętego komory krystalizacji 28.
Koło tnące 15 przedstawione w sposób bardziej szczegółowy na fig. 2 i 3, składa się z metalowej tarczy 17 osadzonej na pierścieniu 18, który jest zamocowany na wale 16. Na swoim obwodzie posiada tnący wieniec zębów 19. Zęby 19 wieńca powstają przez wygięcie i odpowiednie wycięcia obwodowego pasa tarczy 17 tak, aby ich przednia tnąca krawędź 20 była skierowana prostopadle do tarczy 17. Zęby 19 są rozmieszczone naprzemiennie i symetrycznie po obu stronach tarczy 17. Podczas normalnej pracy urządzenia tarcza 17 wiruje w kierunku strzałki Y tak, aby zęby 19 powodowały mechaniczne cięcie brei kryształów w komorze krystalizacji 28.
Zgodnie z wynalazkiem, położenie tnącego koła 15 w komorze krystalizacji 28 jest takie, że prędkość przepływu brei zawiera składową styczną do tarczy 17. Tak więc pod wpływem ruchu wirowego tarczy 17 w kierunku strzałki Y breja stykająca się z kołem 15 jest cięta mechanicznie.
W urządzeniu przedstawionym na fig. 1 do 3, element tnący 14 zawiera tylko jedno tnące koło 15. W odmiennej wersji, element ten może składać się z szeregu analogicznych tnących kół 15 zamocowanych na wale 16, lub też w innej wersji układ może zawierać szereg elementów tnących 14, to znaczy szereg tnących kół 15 zainstalowanych na różnych obrotowych wałach 16, które są rozmieszczone równomiernie w komorze krystalizacji 28 ma obwodzie dna 2 w kształcie stożka ściętego.
Zgodnie z wynalazkiem, urządzenie upustowe 8 składa się z pionowej rury 23, która umieszczona jest w pierścieniowej strefie 5 komory krystalizacji 28 i przechodzi przez dno 2 w kształcie stożka ściętego. Górne zakończenie 24 pionowej rury 23 jest odchylone pod kątem prostym i wchodzi do środkowej strefy 4 przez otwór 25 wykonany w tym celu w szybie 3, mniej więcej w połowie jego wysokości. Przejście górnego zakończenia 24 pionowej rury 23 przez otwór 25 jest wykonane w sposób szczelny aby uniknąć połączenia poprzez otwór 25 środkowej strefy 4 z pierścieniową strefą 5. W osłonie 1 i pierścieniowej powłoce 11 jest umieszczona odgazowująca rura 27, która jest połączona z górnym zakończeniem 24 pionowej rury 23. Odgazowująca rura 27 jest połączona z nie pokazaną pompą próżniową, usytuowana na zewnątrz komory krystalizacji 28 Dolna końcówka nónnnwpi nm/ 23 jest połączona <- j j--------j---------------- —- j------ -J J — ~ z pompą22, która znajduje się na zewnątrz komory krystalizacji 28 i której funkcja zostanie wyjaśniona poniżej.
Podczas pracy urządzenia część brei jest odprowadzana przez urządzenie upustowe 8. W tym celu pompa 22 wytwarza podciśnienie w pionowej rurze 23 i jej górnym zakończeniu 24, co daje w rezultacie efekt zassania do niej części brei krążącej w strefie 4 w sąsiedztwie otworu 25. Zadaniem deflektora 26 jest ukierunkowanie przepływu brei ze środkowej strefy 4 do pionowej rury 23 i zapobieganie tworzeniu się zawirowań na wlocie do otworu 25. Objętość części brei, która jest wówczas odprowadzana z komory krystalizacji 20 pionową rurą 23 jest regulowana według uznania poprzez regulację podciśnienia wytwarzanego przez pompę 22. Podczas pracy urządzenia odpowiednie natężenia przepływu bezwodnego węglanu sodowego w przewodzie 6 i wody lub wodnego roztworu węglanu sodowego w przewodzie 7 oraz brei kryształów w urządzeniu upustowym 8 są wyregulowane tak, aby uniknąć zmiany poziomu 21 brei i utrzymać stałe w przybliżeniu stężenie kryształów monohydratu węglanu sodowego w brei.
Odprowadzanie brei przez otwór 25 daje korzystny efekt gdy w ten sposób zapobiega się zatykaniu się otworu 25 przez skupiska kryształów. Kryształy takie w istocie rzeczy nie biorą
173 004 udziału w cyrkulacji brei w środkowej strefie 4 i pierścieniowej strefie 5 i gromadzą się na dnie 2 komory krystalizacji 28.
Urządzenie przedstawione na fig. 1 do 3 nadaje się Zwłaszcza do piodukcji kiysztaww monohydratu węglanu sodowego z bezwodnego węglanu sodowego. W przypadku wykorzystania instalacji do takiego celu komora krystalizacji 28 jest napełniana w przybliżeniu do poziomu 21 wodną breją kryształów monohydratu węglanu sodowego, której temperatura jest utrzymywana w sposób ciągły na poziomie kilku stopni powyżej temperatury przejścia monohydratu węglanu sodowego w bezwodny węglan sodowy. Bezwodny węglan sodowy doprowadzany jest do komory krystalizacji 28 przewodem 6. Jednocześnie do komory krystalizacji 28 doprowadzana jest przewodem 7 woda (lub wodny roztwór węglanu sodowego). Część brei jest usuwana za pośrednictwem urządzenia upustowego 8.
Odpowiednie natężenie przepływów bezwodnego węglanu sodowego w przewodzie 6 i wody (lub wodnego roztworu węglanu wapnia) w przewodzie 7 oraz brei kryształów w urządzeniu upustowym 8 są wyregulowane tak, aby zapobiec zmianie poziomu 21 brei i utrzymać w przybliżeniu stałe stężenie kryształów monohydratu węglanu sodowego w brei. Pod wpływem mchu obrotowego śruby 9 breja kryształów w komorze krystalizacji 28 przemieszcza się bezustannie w kierunku zaznaczonym schematycznie strzałkami X ruchem opadającym w środkowej strefie 4 i ruchem wznoszącym w pierścieniowej strefie 5. Podczas krążenia brei w komorze krystalizacji 28 bezwodny węglan sodowy rekrystalizuje do stanu monohydratu węglanu sodowego. Mechaniczne cięcie tnącym kołem 15 powoduje lokalne obniżanie przesycenia wodnego roztworu przesyconego monohydratu węglanu sodowego wywołując spontaniczne tworzenie się zarodków krystalizacji i, ubocznie, rozkruszanie kryształów brei. Powstawanie zarodków i rozkruszonych kryształów daje w efekcie zwiększenie ilości zarodków krystalizacji i w konsekwencji zmniejszenie wymiarów uziamienia kryształów odprowadzonych przez urządzenie upustowe 8. Odpowiednie ustawienie prędkości obrotowej tnącego koła 15, w połączeniu z odpowiednim ustawieniem prędkości cyrkulacji brei kryształów w komorze krystalizacji 28 umożliwia dowolne sterowanie parametrami granulometrycznymi odprowadzanych za pomocą urządzenia upustowego 8 kryształów węglanu sodowego.
Element tnący 14 do mechanicznego cięcia brei jest urządzeniem przeznaczonym do wytwarzania w brei naprężeń ścinających (stycznych) wymuszających na dwu przylegających do siebie strumieniach brei ich przemieszczanie się względem siebie wzdłuż wspólnej powierzchni.
W urządzeniu według wynalazku wieniec tnących zębów 19 ma na celu wytworzenie naprężenia stycznego w brei pod wpływem ruchu wirowego tarczy 17. Zęby 19 mogą mieć dowolny profil dopasowany do czynności cięcia. Są one korzystnie wyprofilowane tak, aby nie powodowały promieniowego lub osiowego przemieszczania się całości brei (względem osi tarczy 17). W tym celu według korzystnego przykładu wykonania tnące zęby 19 są rozmieszczone symetrycznie po jednej i po drugiej stronie tarczy 17 i są korzystnie skierowane prostopadle do płaszczyzny tarczy. Zęby 19 mogą mieć na przykład profil podobny do zębów piły i mogą być wykonane przez odpowiednie wycięcie i wygięcie obszaru obwodowego tarc7y 17
Przy załozeniu, że wszystkie inne elementy są jednakowe, wielkość naprężenia ścinającego będzie zależała od wzajemnych położeń urządzenia cyrkulacyjnego i tnącej tarczy 17. Preferowane jest usytuowanie tarczy 17 w komorze krystalizacji 28 tak, aby podczas normalnej pracy urządzenia prędkość cyrkulacji brei kryształów w komorze krystalizacji 28 stanowiła składową styczną do tarczy 17. Korzystne jest takie położenie tarczy 17, dla którego składowa styczna jest co najmniej równa, a korzystniej większa od składowej prędkości prostopadłej do tarczy 17, przy czym zaleca się, aby składowa styczna była co najmniej równa podwójnej składowej prostopadłej.
Podczas normalnej pracy urządzenia według wynalazku, komora krystalizacji 28 zawiera określoną powyżej breję kryształów, która to breja kryształów jest w całości poddawana ciągłej cyrkulacji w komorze krystalizacji 28 na skutek stykania się z tarczą 17. Pod wpływem ruchu wirowego tarczy 17 poddawana jest przez wieniec tnących zębów 19 lokalnym naprę173 004 zeniom ścianającym, których natężenie można regulować w dowolny sposób poprzez zmianę prędkości obrotowej tarczy 17. Naprężenia ścinające powodują lokalne obniżenie przesycenia roztworu nasyconego prowadzące do spontanicznego tworzenia się znacznej ilości zarodków 0 małych wymiarach. Liczba wytworzonych pod wpływem ścinania zarodków zależy od intensywności naprężeń ścinających i decyduje ona o przeciętnej średnicy wytworzonych kryształów w komorze krystalizacji 28. Intensywność naprężeń ścinających wywoływanych w brei będzie dodatkowo zależała do natężenia cyrkulacji brei w komorze krystalizacji 28, ilości tnących zębów 19 tarczy 17, ich profilu i wymiarów oraz prędkości obrotowej tarczy 17. Naprężenia ścinające wywołują ponadto rozkruszanie kryształów w brei.
Urządzenie do cyrkulacji roztworu posiada śrubę 9 wytwarzającą przepływ osiowy, która to śruba 9 znajduje się w środkowej strefie 4, najlepiej w jej wewnętrznej części, a tarcza 17 jest usytuowana poniżej szybu 3 tak, ze jej oś obrotu jest ustawiona ukośnie lub prostopadle do osi obrotu śruby 9. W tym przypadku dolna część środkowej strefy 4 jest umieszczona w dolnej połowie wysokości szybu 3, korzystnie w jednej trzeciej jego dolnej części.
W opisanym powyżej przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku skupienia kryształów mogą wykazywać tendencję do powstawania w nieodpowiednim czasie i w sposób nieuporządkowany oraz osadzania się na dnie komory krystalizacji 28. Skupienia te mogą być przyczyn;! trudności powstających przy usuwaniu brei. W tym celu, w opisanym powyżej wybranym sposobie realizacji przykładu wykonania w urządzeniu upustowym 8 znajduje się rura 23, która sięga wspomnianych powyżej stref.
W tym przykładzie realizacji urządzenia położenie rury 23 w komorze krystalizacji 28 nie jest istotne, o ile jeden jej koniec sięga środkowej strefy 4 i pierścieniowej strefy 5, a drugi koniec rury 23 znajduje się na zewnątrz komory krystalizacji 28. Najlepszym rozwiązaniem jest, gdy miejsce w środkowej strefie 4 i pierścieniowej strefie 5, do którego dochodzi rura 23, znajduje się w części środkowej tej strefy. Przez określenie część środkowa środkowej strefy 4 i pierścieniowej strefy 5 należy rozumieć tę jej część, która znajduje się między dolną jedną trzecią i górną jedną trzecią wysokości szybu 3. Korzystne jest doprowadzenie pionowej rury 23 do górnej połowy strefy.
W wybranym wariancie wspomnianego wyżej urządzenia według wynalazku strefa, do której doprowadzona jest pionowa rura 23 jest środkową strefą 4. W tym wariancie wynalazku korzystne jest doprowadzenie pionowej rury 23 w bezpośrednie sąsiedztwo szybu 3. W tym celu rura 23 jest doprowadzana do pierścieniowej strefy 5 komory krystalizacji 28 i wprowadzana do szybu 3. W tym wariancie wynalazku najlepiej jest, gdy rura 23 zajmuje położenie pionowe w pierścieniowej strefie 5, z której wychodzi przez dno 2 komory krystalizacji 28.
Urządzenie według wynalazku nadaje się dla wszystkich procesów krystalizacji, w których substancja krystalizuje w obrębie brei kryształów na drodze obniżenia przesycenia roztworu przesyconego substancją przeznaczoną do krystalizowania.
173 004
FIG. 2
173 004
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 2,00 zł
Claims (19)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób krystalizacji substancji mineralnej przez obniżenie przesycenia roztworu przesyconego, według którego wprowadza się breję kryształów do roztworu przesyconego w komorze krystalizacji, gdzie poddaje się breję cyrkulacji, znamienny tym, że w czasie cyrkulacji poddaje się breję cięciu mechanicznemu w komorze krystalizacji (28).
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cyrkulację brei prowadzi się w jednym kierunku w środkowej strefie (4) a następnie w przeciwnym kierunku w otaczającej ją pierścieniowej strefie (5).
- 3. Sposób według zastrz. 2. znamienny tym. że cyrkulację brei prowadzi się ruchem opadającym w środkowej strefie (4) a następnie ruchem wznoszącym w pierścieniowej strefie (5).
- 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w dolnej części środkowej strefy (4) wytwarza się osiowy przepływ brei.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako breję stosuje się breję kryształów monohydratu węglanu sodowego w wodnym nasyconym roztworze monohydratu węglanu sodowego i wytwarza się przesycony roztwór monohydratu węglanu sodowego poprzez wprowadzenie do niego bezwodnego węglanu sodowego.
- 6. Urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej z brei kryształów zawierające komorę krystalizacji umieszczoną w powłoce, do której podłączony jest przewód dopływowy i odpływowy czynnika ciepłonośnego oraz przewody doprowadzające substancje biorące udział w krystalizacji i urządzenie do cyrkulowania brei w komorze krystalizacji, znamienne tym, ze komora krystalizacji (28) zawiera element tnący (14) do mechanicznego cięcia brei posiadający tarczę (17) wyposażoną na swoim obwodzie w tnący wieniec zębów (19).
- 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zęby (19) są rozmieszczone symetrycznie na górnej i dolnej powierzchni tarczy (17).
- 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przednia tnąca krawędź (20) zęba (19) jest skierowana prostopadle do tarczy (17).
- 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że tarcza (17) jest osadzona na pierścieniu (18) zamocowanym na wale (16) umieszczonym w komorze krystalizacji (28), w dnie (2) w kształcie stożka ściętego.
- 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że komora krystalizacji (28) posiada pionową cylindryczną osłonę (1) i jest podzielona na środkową strefę (4) i pierścieniową strefę (5) cylindrycznym szybem (3) usytuowanym osiowo w komorze krystalizacji (28) oraz otwartym na swoim górnym i dolnym końcu.
- 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że poniżej szybu (3) jest usytuowana tarcza (17).
- 12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w cylindrycznym szybie (3) pomiędzy środkową strefą (4) i pierścieniową strefą (5) znajduje się otwór (25), w którym jest umieszczone górne zakończenie (24) pionowej rury (23) urządzenia upustowego (8).
- 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że koniec pionowej rury (23) znajduje się w środkowej strefie (4).
- 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, ze koniec pionowej rury (23) znajduje się w środkowej części środkowej strefy (4) i pierścieniowej strefy (5).
- 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że koniec pionowej rury (23) znajduje się w górnej połowie środkowej części środkowej strefy (4) i pierścieniowej strefy (5).173 004
- 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że pionowa rura (23) jest umieszczona w pierścieniowej strefie (5), zaś koniec pionowej rury (23) znajduje się w środkowej strefie (4) w szybie (3).
- 17. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że pionowa rura (23) jest usytuowana w dnie (2) komory krystalizacji (28).
- 18. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że górne zakończenie (24) pionowej rury (23) jest połączone z odgazowującą rurą (27).
- 19. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że w dolnej części środkowej strefy (4) jest umieszczona osiowo śruba (9) zamocowana na pionowym wale (10).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9203698A FR2689029B1 (fr) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Installation et procédé pour la cristallisation d'une substance minérale et procédé pour la cristallisation de carbonate de sodium monohydraté. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL173004B1 true PL173004B1 (pl) | 1998-01-30 |
Family
ID=9428138
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL93315248A PL173004B1 (pl) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Sposób krystalizacji substancji mineralnej i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej |
| PL93298262A PL171239B1 (pl) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Sposób krystalizacji monohydratu weglanu sodowego i urzadzenie do krystalizacji monohydratu weglanu sodowego PL |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL93298262A PL171239B1 (pl) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Sposób krystalizacji monohydratu weglanu sodowego i urzadzenie do krystalizacji monohydratu weglanu sodowego PL |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5396863A (pl) |
| EP (1) | EP0562665B1 (pl) |
| JP (1) | JP3392453B2 (pl) |
| AT (1) | ATE158782T1 (pl) |
| CA (1) | CA2092380C (pl) |
| DE (1) | DE69314207T2 (pl) |
| FR (1) | FR2689029B1 (pl) |
| PL (2) | PL173004B1 (pl) |
| RU (1) | RU2120819C1 (pl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6322767B1 (en) | 1996-05-21 | 2001-11-27 | Fmc Corporation | Process for making sodium carbonate decahydrate from sodium carbonate/bicarbonate liquors |
| US5766270A (en) | 1996-05-21 | 1998-06-16 | Tg Soda Ash, Inc. | Solution mining of carbonate/bicarbonate deposits to produce soda ash |
| US5955043A (en) | 1996-08-29 | 1999-09-21 | Tg Soda Ash, Inc. | Production of sodium carbonate from solution mine brine |
| US6228335B1 (en) | 1997-12-10 | 2001-05-08 | Fmc Wyoming Corporation | Process for the production of sodium carbonate crystals |
| TR200002222T2 (tr) | 1998-01-28 | 2000-12-21 | Environmental Projects,Inc. | Sodyum karbonatın yeniden kristalleştirilmesi |
| US6609761B1 (en) | 1999-01-08 | 2003-08-26 | American Soda, Llp | Sodium carbonate and sodium bicarbonate production from nahcolitic oil shale |
| US6464736B1 (en) | 1999-08-05 | 2002-10-15 | Environmental Projects, Inc. | Recrystallization process |
| CN105568359B (zh) * | 2016-01-27 | 2017-10-31 | 济南晶艺光电技术有限公司 | 水溶液晶体一体化生长炉 |
| CN109603190A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-12 | 许正 | 一种重质纯碱生产用结晶器 |
| CN109437249B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-09-21 | 南京六合高新建设发展有限公司 | 一种重质碱生产方法 |
| CN109704370B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-11-23 | 台州市路桥凯通管业有限公司 | 一种重质碱高效结晶生产装置 |
| CN113856235A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-31 | 浙江大华技术股份有限公司 | 降温结晶控制方法、装置、电子设备和系统 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE351947C (de) * | 1919-07-26 | 1922-04-21 | Der Chemischen Produkten Fabri | Verfahren zur ununterbrochenen Gewinnung gleichmaessiger, wohlausgebildeter Kristalle aus Loesungen |
| US2034969A (en) * | 1932-10-29 | 1936-03-24 | Firm Rud Otto Meyer | Apparatus for effecting the growth of crystals in vacuo |
| US3236590A (en) * | 1962-12-10 | 1966-02-22 | Allied Chem | Anhydrous dense soda ash |
| BE661071A (pl) * | 1964-03-12 | |||
| DE1275995B (de) * | 1965-07-29 | 1968-08-29 | Bayer Ag | Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung von ohne Zersetzung schmelzenden Stoffgemischen durch fraktionierte Kristallisation |
| US3529938A (en) * | 1967-10-06 | 1970-09-22 | Upjohn Co | Crystallization or leaching device |
| US3865922A (en) * | 1969-01-10 | 1975-02-11 | Ver Kunstmestf Mekog Albatros | Process for the preparation of crystalline calcium sulphate and phosphoric acid |
| US4022820A (en) * | 1974-11-12 | 1977-05-10 | Monsanto Company | Solidification and crystallization of materials |
| GB2098973B (en) * | 1981-05-21 | 1985-04-03 | Ici Plc | Sodium carbonate monohydrate production |
| FR2512002A1 (fr) * | 1981-08-26 | 1983-03-04 | Solvay | Procede et installation pour la fabrication de carbonate de sodium monohydrate |
| JPS594401A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-11 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 結晶精製装置 |
| JPS6025504A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-08 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 結晶精製装置 |
| JPS62244402A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-24 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 結晶精製装置 |
| US5143543A (en) * | 1991-08-23 | 1992-09-01 | U.S. Gold Corporation | Biological conversion method |
-
1992
- 1992-03-25 FR FR9203698A patent/FR2689029B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-09 US US08/029,423 patent/US5396863A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-15 DE DE69314207T patent/DE69314207T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-15 AT AT93200741T patent/ATE158782T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-03-15 EP EP93200741A patent/EP0562665B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-24 CA CA002092380A patent/CA2092380C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-24 RU RU93004586A patent/RU2120819C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1993-03-25 PL PL93315248A patent/PL173004B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1993-03-25 JP JP06649193A patent/JP3392453B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-25 PL PL93298262A patent/PL171239B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL171239B1 (pl) | 1997-03-28 |
| US5396863A (en) | 1995-03-14 |
| JP3392453B2 (ja) | 2003-03-31 |
| RU2120819C1 (ru) | 1998-10-27 |
| CA2092380C (fr) | 2003-08-05 |
| EP0562665A2 (fr) | 1993-09-29 |
| JPH067604A (ja) | 1994-01-18 |
| FR2689029A1 (fr) | 1993-10-01 |
| ATE158782T1 (de) | 1997-10-15 |
| EP0562665B1 (fr) | 1997-10-01 |
| CA2092380A1 (fr) | 1993-09-26 |
| EP0562665A3 (pl) | 1994-08-31 |
| FR2689029B1 (fr) | 1994-12-16 |
| PL298262A1 (en) | 1993-10-18 |
| DE69314207T2 (de) | 1998-04-16 |
| DE69314207D1 (de) | 1997-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL173004B1 (pl) | Sposób krystalizacji substancji mineralnej i urządzenie do krystalizacji substancji mineralnej | |
| CN101810938B (zh) | 晶浆内循环结晶器 | |
| KR100462423B1 (ko) | 정석 장치 및 정석 방법 | |
| KR100329090B1 (ko) | 용융물내에종결정을생성하는장치와,이장치를포함하는결정화설비 | |
| JPWO1998037938A1 (ja) | 晶析装置及び晶析方法 | |
| EP0948984B1 (en) | Crystallisation method and installation | |
| US5114083A (en) | Method and appatatus for pulverizing material | |
| CN100389849C (zh) | 被处理液循环型刮取式析晶装置 | |
| IL131518A (en) | Method and device for continuous production of ice-solution suspension | |
| JP6589123B1 (ja) | 氷スラリー製造システム | |
| IE66715B1 (en) | Improved precipitation vessel | |
| JPS63104605A (ja) | 育晶器付晶析装置において大粒の結晶を製造する方法 | |
| JPS6125402B2 (pl) | ||
| CN111792801A (zh) | 膜浓缩浓水结晶器及反渗透浓水处理装置 | |
| CN213760521U (zh) | 一种混盐蒸发器盐脚淘洗和洗盐的装置 | |
| CN120420698B (zh) | 常压低温蒸发结晶装置和工业废盐水的分离方法 | |
| CN217141575U (zh) | 一种微熔体结晶器 | |
| CN109011681A (zh) | 一种搅拌式结晶器 | |
| CN212269812U (zh) | 膜浓缩浓水结晶器及反渗透浓水处理装置 | |
| SU1000090A1 (ru) | Гранул тор расплава | |
| RU2024290C1 (ru) | Устройство для гранулирования суспензий | |
| PL54483B1 (pl) | ||
| SU1613157A1 (ru) | Устройство дл гранулировани расплавов | |
| SU975206A1 (ru) | Установка дл получени дроби из расплавов | |
| JPS5820283B2 (ja) | ラセミ有機化合物の連続的光学分割方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20080325 |