Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 09.12.1974 72449 KI. 12c, 2 Twórcywynalazku: Jerzy Synowiec, Boguslaw Grzelak Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Chemii Nieorganicznej, Gliwice, (Polska) Sposób ciaglej krystalizacji soli i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglej krystalizacji soli i urzadzenie do stosowania tego sposobu.Intensywny rozwój techniki wydzielania fazy stalej z roztworów droga krystalizacji zdaza do kontrolowa¬ nego prowadzenia procesu dla otrzymania w miare jednorodnych i okreslonej wielkosci krysztalów. Zadania te sa realizowane wielu sposobami przy uzyciu róznorodnie skonstruowanych aparatów.Powazna grupe stanowia procesy krystalizacji prózniowej, w których schlodzenie i przesycenie roztworu osiaga sie droga adiabatycznego odparowania czesci rozpuszczalnika. W celu ulatwienia dyfuzyjnej wymiany masy i stworzenia najlepszych warunków dla szybkiego wzrostu krysztalów utrzymuje sie je zawieszone w lugu macierzystym przy równoczesnej intensywnej cyrkulacji zawiesiny. W najnowszych rozwiazaniach osiaga sie to przez zabudowe w krystalizatorze centralnie usytuowanego dyfuzora z mieszadlem smiglowym. Dla zwiekszenia jednorodnosci odbieranych krysztalów podlacza sie czesto specjalne separatory do wlasciwego krystalizatora.Rozwiazania te stwarzaja szereg trudnosci konstrukcyjnych i ruchowych, zwlaszcza przy aparatach o duzych zdolnosciach produkcyjnych. Szczególne trudnosci wystepuja przy montazu mieszadel szybkoobroto¬ wych duzej mocy, które przy kilkumetrowej dlugosci walu wymagaja bardzo precyzyjnego wywazenia i solid¬ nego lozyskowania przy równoczesnej duzej szczelnosci aparatu, który ma pracowac w ukladzie prózniowym.Próby wprowadzenia walu mieszadla przez dno krystalizatora wykazaly równiez mankamenty wywolane stalymi przeciekami roztworu. Poza tym intensywnosc cyrkulacji wywolanej mieszadlem mechanicz¬ nym zmienia sie wraz ze zmiana gestosci tworzacej sie zawiesiny. Wydzielenie separatora krysztalów poza obreb krystalizatora wlasciwego prowadzi niejednokrotnie do trudnosci w odbiorze krysztalów na skutek mozliwosci zatykania sie otworu wylotowego zbyt gesta pulpa krystaliczna.Celem wynalazku bylo opracowanie takiego sposobu krystalizacji soli i urzadzenia do tego celu sluzacego, aby zapewnic tworzenie jednorodnych krysztalów, bez zaburzen wystepujacych przy uzyciu dotychczasowych urzadzen.Cel wynalazku zrealizowano przez zastapienie mieszadla mechanicznego strumienica cieczowa do wywola¬ nia intensywnej cyrkulacji pulpy w srodkowej czesci krystalizatora, sprzyjajacej szybkiej likwidacji przesycenia2 72 449 i dyfuzyjnej wymianie masy, oraz stworzenie warunków dla seperacji ziaren w dolnej czesci krystalizatora, przez odpowiednie uksztaltowanie jego plaszcza oraz styczne wprowadzenie dodatkowej strugi recyrkulowanej cieczy, która unosi drobniejsze krysztaly i umozliwia ich dalszy wzrost, a równoczesnie spulchnia zloze i eliminuje trudnosci przy odbiorze krystalicznego produktu.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku czyli krystalizator prózniowy strumienica cieczowa przedstawiono na rysunku schematycznym w pionowym przekroju osiowym. Korpus urzadzenia 1 sklada sie z czesci górnej cylindrycznej oraz z czesci dolnej stozkowej o tak dobranej zbieznosci, ze wysokosc czesci stoz¬ kowej uwarunkowana zastosowaniem strumienicy cieczowej i osiagnieciem wlasciwego efektu rozdzielczego ziarn, powinna byc okolo dwukrotnie wieksza od wysokosci czesci cylindrycznej.Rura dyfuzorowa 2 i przegroda opadowa 3 zakonczona taca zbiorcza 4 oddzielaja przestrzen cyrkulacji wstepujacej A i zstepujacej B od przestrzeni w której ma miejsce klarowanie sie roztworu recyrkulowanego C i seperacja ziaren D.Urzadzenie wyposazone jest w pompe 5, która pobiera prawie klarowny lug macierzysty z pierscienia przelewowego 6 i tloczy do dyszy 7 umieszczonej pod rura dyfuzorowa 2 oraz do usytuowanego stycznie króc¬ ca 8 w stozkowym dnie krystalizatora. Regulujac zaworem 9 natezenie przeplywu recyrkulowanego roztworu oraz jego rozdzial na strumienice cieczowa i stozek dolny zmienia sie intensywnosc wewnetrznej cyrkulacji pulpy oraz stopien seperacji krysztalów w krystalizatorze, zaleznie od pozadanego wymiaru koncowego ziaren.Z pulpy krystalicznej unoszonej na powierzchnie zwierciadla roztworu w tacy zbiorczej 4 odparowuje pod wplywem prózni czesc rozpuszczalnika (w wiekszosci przypadków woda), dzieki czemu zostaje roztwór schlo¬ dzony i minimalnie przesycony. Obecnosc krysztalów w roztworze przeciwdziala powstawaniu nadmiernej liczby zarodników, gdyz powstale przesycenie zostaje szybko zlikwidowane na powierzchniach krysztalów po¬ wodujac ich wzrost. Z opadajacych do dolnej czesci stozka mieszaniny krysztalów zostaja mniejsze ziarna po¬ nownie zawrócone do strefy recyrkulacyjnej, na skutek zmiennej predkosci unoszenia, spowodowanej zmiana prze¬ kroju poprzecznego aparatu i dodatkowym doprowadzeniem pewnej czesci roztworu z przewodu tlocznego pompy do bocznika 8. Odbiór krysztalów o wlasciwym wymiarze odbywa sie w sposób okresowy lub ciagly króccem spustowym 10 usytuowanym w dnie krystalizatora. Zasilanie krystalizatora swiezym roztworem od¬ bywa sie ze zbiornika posredniego wprost do przewodu ssacego pompy 11. Nadmiar roztworu odprowadzany jest z krystalizatora przelewem 12 do ponownego przygotowania roztworu zasilajacego. Opary rozpuszczalnika uchodza króccem 13 do ukladu kondensujaco — prózniowego.Konstrukcja opisanego krystalizatora prózniowego jest bardzo prosta. Nie posiada on elementów rucho¬ wych, a calosc moze byc wykonana z dowolnego tworzywa metalicznego ewentualnie chroniona guma lub inna wykladzina chemoodporna, dzieki czemu aparat moze znalezc zastosowanie do procesów krystalizacji z dowol¬ nie agresywnych roztworów.Przyklad. W instalacji modelowej (V = 0,5 m3) wykonanej wg powyzszego opisu prowadzono krystalizacje kilku soli nieorganicznych. Zaleznie od wlasnosci soli i zalozonych warunków prowadzenia procesu otrzymywano produkty krystaliczne o srednim wymiarze ziarn w granicach od 0,2 do 0,6 mm. Tak np. zasilajac instalacje roztworem chlorku potasowego nasyconym w temperaturze 70°C i utrzymujac w aparacie próznie rzedu 96% otrzymano: natezenie zasilania wydajnosc krysztalów sredni wymiar krysztalów 1roztworu/h kg/h mm 30 3,6 0,57 60 7,2 0,45 120 14,4 0,28 Jednorodnosc odbieranego produktu byla duza, bo 40 do 60% calkowitej masy krysztalów miescila sie wjednej klasie standardowego kompletu sit. Pod wzgledem pokroju wiekszosc krysztalów przypominala ziarenka ryzu. PL PL