RU1780798C - Способ непрерывной кристаллизации из растворов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1/1эобретение может быть использовано дл  кристаллизации из растворов химической , химико-фармацевтической, металлургической и др. отраслей промышленности. Сущность изобретени : исходный раствор непрерывно ввод т двум  потоками в нижнюю и верхнюю часть кристаллизатора. Основной поток исходного раствора (85-95%) подают снизу со скоростью проход щего потока в кольцевом сечении 0,4-0,5 м/с. Второй поток исходного раствора ввод т в верхнюю часть кристаллизатора, из которой также отвод т продукционную суспензию. Перемешивающее устройство выполнено в виде охлаждаемого вертикального гофрированного барабана, на валу которого установлены лопасти. Скребковое устройство выполнено в виде нескольких групп ножей, неподвижно закрепленных на противоположных сторонах корпуса. 2 с. и 2 з.п, ф-лы, 1 табл., 1 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к изогидриче- ской кристаллизации из растворов в химической технологии.

Известен способ изогидрической кристаллизации , по которому в исходный раствор перед подачей его в кристаллизатор добавл ли суспензию, отбираемую из промежуточной зоны кристаллизатора. Охлаждение такой суспензии в кристаллизаторе позвол ет эффективнее использовать его рабочий объем и поверхность теплообмена.

К недостаткам такого способа относитс  неэффективное перемешивание у поверхности охлаждени , в результате чего имеет место инкрустирование поверхности теплообмена , что ограничивает удельную производительность и ресурс непрерывного ведени  процесса.

Известен также кристаллизатор непрерывного действи , состо щий из корпуса с крышкой, пустотелых элементов, установленных один над другим и ст нутых между собой в единый пакет, приводного вала, проход щего через центральные сквозные отверсти  пустотелых элементов, секционных мешалок со скребками, закрепленных на приводном валу и расположенных между пустотелыми элементами привода. Каждый элемент выполнен в виде двух сферических тарелок с усеченными днищами, между тарелками установлены цилиндрические обечайки . Тарелки герметично соединены между собой по внешнему диаметру и с цилиндрической обечайкой.

Однако этот кристаллизатор имеет следующие недостатки: недостаточна  эффективность теплообмена, повышенна 

Х|

со

О

XJ о

00

металлоемкость, трудность сборки и разборки: нижн   часть аппарата периодически забиваетс  кристаллами, что снижает ресурс его непрерывной работы.

Цель изобретени  - повышение эффективности кристаллизации за счет поддержани  кристаллов во взвешенном состо нии.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе непрерывной изогидрической кристаллизации из растворов, включающем ввод раствора с перемешиванием, охлаждение раствора, сопровождающеес  кристаллизацией , очистку поверхности теплообмена от инкрустаций, ввод и отвод хладоносител , отвод продукционной суспензии , согласно изобретению, исходный раствор непрерывно вводитс  двум  потоками , основной из которых в количестве 85- 95% вводитс  в нижнюю часть кристаллизатора при скорости восход щего потока в аппарате 0,4-0,5 м/с, второй поток 5-15% ввод т в верхнюю часть кристаллизатора , при этом продукционна  суспензи  отводитс  через верхний штуцер, расположенный ниже уровн  раствора.

При таком способе повышаетс  удельна  производительность кристаллизатора, увеличиваетс  ресурс непрерывного ведени  технологического процесса, обусловленный повышением интенсивности движени  суспензии во всем объеме и предотвращением накоплени  ее в нижней части кристаллизатора.

Предлагаемый способ может быть осуществлен в устройстве, выполненном в виде емкостного кристаллизатора, содержащего корпус с рубашкой, заполненной раствором , перемешивающее устройство, штуцеры дл  ввода исходного раствора, отвода суспензии, подвода и отвода хладоносител . привод. Согласно изобретению, переме- шивающее устройство может быть выполнено в виде охлаждаемого, вертикально установленного в цилиндрической емкости гофрированного барабана, на цапфах которого установлены лопасти. При этом площадь проходного сечени  между внутренней неподвижной поверхностью теплообмена и выступами подвижного гофрированного барабана равна площади проходного сечени  штуцера продукционной суспензии, расположенного под верхней лопастью. Скребки выполнены в виде нескольких групп ножей, неподвижно закрепленных на противоположных сторонах корпуса, причем количество групп ножей должно быть не менее двух. С целью качественного и надежного охлаждени  внутренней гофрированной поверхности теплообмена, коллектор дл  подвода хладоносител  снабжен распылительными форсунками .

На чертеже схематически показан вертикальный разрез кристаллизатора.

Кристаллизатор состоит из корпуса 1 с

рубашкой 2, эллиптической крышки 3 и днища 4, перемешивающее устройство представл ет собой приводной вал 5, состо щий из верхней цапфы с лопастью 6, нижней

0 цапфы с лопастью 7, гофрированной поверхности теплообмена 8, размещенной коак- сиально поверхности кристаллизатора с зазором 3 мм.

На корпусе размещены несколько бло5 ков ножей 9,

Кристаллизатор снабжен штуцерами дл  ввода исходного раствора 10, 11, дл  отвода продукционной суспензии 12, дл  подачи 13 и отвода 14 хладоносител , дл 

0 ввода хладоносител  вовнутрь гофрированного барабана 15 через форсунки 16. Кристаллизатор снабжен также штуцерами 17 . дл  отвода хладоносител  из гофрированного барабана, штуцером 18 дл  опорожнени 

5 и воздушником 19. Кристаллизатор установлен в корыте 20 дл  сбора отработанного хладоносител  и отвода его через штуцер 21.

Способ осуществл ют следующим об0 разом.

Исходный раствор непрерывно поступает через штуцер 10 (85-95% от общего количества исходного раствора) и через штуцер 11 в количестве 15-5% от общего

5 количества исходного раствора.

Основной поток раствора поступает снизу, через штуцер 10, охлаждаетс  в основном вследствие контакта с охлаждаемым изнутри гофрированным барабаном 8.

0 При этом раствор охлаждаетс . Движение раствора снизу вверх со скоростью 0,4-0,5 м/с в сочетании с лопаст ми 6, 7 поддерживает образующиес  кристаллы во взвешенном состо нии. Продукционна  суспензи 

5 непрерывно отводитс  через штуцер 12. Гофрированный барабан 8 при вращении контактирует с ножами 9, что предупреждает инкрустирование поверхности охлажде ни  и увеличивает ресурс непрерывного

0 ведени  технологического процесса, а также предупреждает вращение раствора вместе с барабаном, что способствует увеличению коэффициента теплопередачи. Часть потока исходного раствора, пода5 ваемого в верхнюю часть кристаллизатора через штуцер 11, создает благопри тные услови  дл  роста мелких кристаллов, выносимых на поверхность раствора, способству  стабилизации гранулометрического состава отводимых кристаллов.

Проведены опыты на лабораторном кристаллизаторе при непрерывной подаче раствора хлористого кали , емкость кристаллизатора 2 л, температура исходного раствора 80°С, конечного раствора 20°С. Концентраци  KCI в % - 32,4 - исходный раствор, 25,4 -маточный раствор продукционной суспензии. Результаты основных технологических показателей приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, количество плавающих кристаллов значительно снижаетс  при подаче исходного раствора в верхнюю часть кристаллизатора, что увеличивает ресурс непрерывного ведени  техкологмче- ского процесса.

При увеличении скорости движени  суспензии (восход щего потока) до 0,4 м/с накоплени  твердой фазы в донной фракции суспензии не наблюдаетс . Таким образом, скорость движени  суспензии снизу вверх должна быть не менее 0,4 м/с. Скорость движени  восход щего потока более 0,5 м/с не требуетс  из-за роста энергетических затрат.

Предложенна  технологи  повышает удельную производительность кристаллизатора за счет интенсификации теплообмена в растворе, увеличивает ресурс непрерывного ведени  технологического процесса за счет предотвращени  накоплени  твердой фазы в нижней части аппарата, а также снижает металлоемкость.

Claims (4)

1. Способ непрерывной кристаллизации из растворов, включающий ввод исходного раствора в кристаллизатор, перемешивание и охлаждение раствора через теплопередающую поверхность, очист- ку последней от инкрустаций и вывод продукционной суспензии, отличающийс   тем, что, с целью повышени  эффективности кристаллизации за счет поддержани  кристаллов во взвешенном состо нии, раствор раздел ют на два потока, один из которых в количестве 85-95% ввод т в нижнюю часть кристаллизатора со скоростью восход щего потока в аппарате 0,4-0,5 м/с, а другой - в верхнюю часть, из которой отвод т продукционную суспензию.

2.Устройство дл  непрерывной кристаллизации из растворов, включающее вертикальный корпус с рубашкой, теплопе- редающий элемент и перемешивающие лопасти , скребки, коллектор дл  подвода хладоносител  и штуцера дл  ввода и вывода исходного раствора и продукционной суспензии, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности кристаллизации за счет поддержани  кристаллов во взвешенном состо нии, устройство снабжено в нижней части корпуса дополнительным штуцером дл  ввода исходного раствора, теплопередающий элемент выполнен 6 виде вертикального гофрированного барабана , на валу которого установлены сверху и снизу лопасти, при этом площадь проходного сечени  между внутренней стенкой корпуса и выступами барабана равна площади проходного Сечени  штуцера отвода продукционной суспензии, расположенного под верхней лопастью.

3.Устройство по п. 2, отличающее- с   тем, что скребки выполнены в виде нескольких групп ножей, неподвижно закрепленных на противоположных сторонах корпуса.

4.Устройство по п. 2, отличающее- с   тем, что, с целью качественного и надежного охлаждени  внутренней гофрированной поверхности теплообмена, коллектор дл  подвода хладоносител  снабжен распылительными форсунками.

Продолжение таблицы

&