RU192309U1

RU192309U1 - Реакционный кристаллизатор

Info

Publication number: RU192309U1
Application number: RU2019117323U
Authority: RU
Inventors: Алфия Минеровна САФИУЛИНА; Алексей Владимирович Лизунов; Александр Александрович Семёнов
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Полезная модель относится к аппаратам для получения осадков малорастворимых соединений в результате химического взаимодействия реагентов и/или термической кристаллизации и может быть использована в химической технологии, в радиохимии, в гидрометаллургических процессах, в пищевой и фармацевтической промышленности.Технический результат - повышение производительности, надежности и работоспособности реакционного кристаллизатора, ускорение процесса кристаллизации.Реакционный кристаллизатор содержит корпус, патрубки ввода реагентов, патрубок вывода суспензии, датчик уровня, причем патрубок ввода исходного раствора расположен тангенциально стенке корпуса для циркуляции исходного раствора вдоль стенки корпуса, а патрубок ввода осаждающего реагента выполнен в виде «трубы в трубе» с возможностью подачи в зазор, образованный его внешней и внутренней трубами, промывного реагента и/или инертного газа, при этом реакционный кристаллизатор снабжен центральной трубой с верхними патрубками для отвода маточного раствора, промывного реагента, инертного газа.

Description

Полезная модель относится к аппаратам для получения осадков малорастворимых соединений в результате химического взаимодействия реагентов и/или термической кристаллизации и может быть использована в химической технологии, в радиохимии, в гидрометаллургических процессах, в пищевой и фармацевтической промышленности.

Наиболее близким является реакционный кристаллизатор (патент RU №1536549, МПК B01d 9/02) содержащий вертикальный сужающийся книзу корпус, внутри которого расположены циркуляционная труба с перемешивающим устройством и концентрическая перегородка, разделяющая объем кристаллизатора на зону циркуляции суспензии внутри перегородки и зону осветления суспензии между перегородкой и стенкой корпуса. При этом верхний торец перегородки расположен выше указателя уровня, а нижний - ниже верхнего торца циркуляционной трубы. Реакционный кристаллизатор снабжен струйными насосами, диффузоры которых соединены с патрубками ввода реагентов, расположенными в нижней части корпуса, а приемные камеры струйных насосов 6 сообщены патрубками с корпусом выше нижнего торца концентрической перегородки.

Недостатками прототипа является возможность налипания на перешивающее устройство и стенки корпуса кристаллизатора, что приводит к необходимости периодической остановки процесса для очистки их поверхностей, а также невозможность вывода твердой фазы в виде плотного осадка непосредственно из кристаллизатора, что требует дополнительной стадии фильтрации суспензии в отдельном аппарате, что в совокупности снижает производительность, надежность и работоспособность реакционного кристаллизатора.

Задача - разработка конструкции реакционного кристаллизатора, позволяющей снизить энергетические затраты па этот процесс, увеличить размер и степень однородности частиц твердой фазы за счет создания условий, исключающих механическое разрушение частиц, и осуществить эффективное отделение полученной твердой фазы от маточного раствора.

Технический результат - повышение производительности, надежности и работоспособности реакционного кристаллизатора, ускорение процесса кристаллизации.

Технический результат достигается в реакционном кристаллизаторе, содержащем корпус, патрубки ввода реагентов, патрубок вывода суспензии, указатель уровня, причем патрубок ввода исходного раствора расположен тангенциально стенке корпуса для циркуляции исходного раствора вдоль стенки корпуса, а патрубок ввода осаждающего реагента выполнен в виде «трубы в трубе» с возможностью подачи в зазор, образованный его внешней и внутренней трубами, промывного реагента и/или инертного газа, при этом реакционный кристаллизатор снабжен центральной трубой с верхними патрубками для отвода маточного раствора, промывного реагента, инертного газа.

Патрубок вывода суспензии соединен с двух- или трехпозиционным полнопроходным краном.

Нижняя часть корпуса в зоне накопления твердой фазы в суспензии оснащена датчиком уровня, подающим по мере ее накопления сигнал на выгрузку.

Потоки реагентов перемешивают за счет высокой линейной скорости подачи и способа подачи потоков исходного раствора и осаждающего реагента, причем подачу исходного раствора осуществляют через патрубок ввода тангенциально корпусу кристаллизатора, перпендикулярно образующей внутренней поверхности стенки корпуса, а подачу осаждающего раствора производят сверху, параллельно образующей внутренней поверхности стенки корпуса кристаллизатора. Такое техническое решение позволяет осуществить эффективное перемешивание растворов за счет вихревого движения жидкой фазы в корпусе, при этом достигается предотвращается или снижается агломерация и налипание твердой фазы на стенки корпуса кристаллизатора. Исключается механическое разрушение частиц, и происходит эффективное отделение полученной твердой фазы от маточного раствора. Таким образом, повышается производительность, надежность и работоспособность реакционного кристаллизатора, ускоряется процесс кристаллизации.

На фигуре изображен общий вид реакционного кристаллизатора.

Реакционный кристаллизатор содержит цилиндрический корпус 1 с днищем в форме усеченного конуса. На цилиндрическом корпусе размещены входные патрубки 2 ввода исходного раствора, патрубок 3 ввода осаждающего реагента и инертного газа и/или промывного реагента, центральная труба 4 с верхним патрубком 5 для отвода маточного раствора и/или промывного реагента и патрубком 6 для отвода инертного газа. В нижнем сечении днища корпуса располагается двух- или трехпозиционный полнопроходный кран 7 для периодической выгрузки твердой фазы в виде суспензии или плотного осадка, при этом нижний торец центральной трубы 4 расположен выше или на уровне с коническим днищем корпуса. Нижняя часть корпуса в зоне накопления твердой фазы в суспензии оснащена датчиком уровня 8, подающим по мере ее накопления сигнал на выгрузку.

Реакционный кристаллизатор работает следующим образом:

Через патрубок 2 подачи исходного раствора подают исходный раствор, при этом за счет тангенциального расположения патрубка к стенке корпуса начинается циркуляционное движение исходного раствора в корпусе 1 аппарата. Одновременно подают осаждающий реагент через патрубок 3. Подачу исходного раствора и осаждающего реагента осуществляют до заполнения аппарата, о чем судят по началу отвода маточного раствора из патрубка 5. Далее включают подачу промывного реагента, которым может служить маточный раствор, полученный ранее, и/или инертного газа в зазор, образованный внешней и внутренней трубами патрубка 3 подачи осаждающего реагента. Образующуюся твердую фазу в виде суспензии или плотного осадка, периодически выгружают из аппарата через полнопроходный кран 7. Смесь маточного и промывного растворов и инертный газ отводят из корпуса по патрубку 5 отвода растворов и патрубку 6 отвода инертного газа. Способ подачи исходного раствора и осаждающего реагента обеспечивает стабильность образования твердой фазы, позволяет увеличить размер и степень однородности частиц твердой фазы за счет создания условий, исключающих механическое разрушение частиц, и осуществить эффективное отделение полученной твердой фазы от маточного раствора.

Выгрузку твердой фазы осуществляют двух- или трехпозиционным полнопроходным краном 7, расположенным в нижнем сечении конического днища аппарата. Отвод маточного раствора осуществляют через верхний патрубок 5 отвода раствора под действием статического давления в аппарате, создаваемого потоками исходного раствора и осаждающего реагента, а также промывным реагентом и/или инертным газом, подаваемыми в зазор, образованный внешней и внутренней трубами патрубка 3. Способ измерения уровня накопления твердой фазы в суспензии осуществляется датчиком уровня 8 через стенку аппарата радиометрическим, индуктивным, емкостным, ультразвуковым или другим методом, а также использованием их в комбинации друг с другом.

Таким образом, разработана конструкция реакционного кристаллизатора, позволяющая снизить энергетические затраты на процесс кристаллизации, увеличить размер и степень однородности частиц осадка за счет создания условий, исключающих механическое разрушение частиц, улучшить фильтрационные характеристики осадков и осуществить отделение полученного осадка от маточного раствора.

Claims

1. Реакционный кристаллизатор, содержащий корпус, патрубки ввода реагентов, патрубок вывода суспензии, датчик уровня, отличающийся тем, что патрубок ввода исходного раствора расположен тангенциально стенке корпуса для циркуляции исходного раствора вдоль стенки корпуса, а патрубок ввода осаждающего реагента выполнен в виде «трубы в трубе» с возможностью подачи в зазор, образованный его внешней и внутренней трубами, промывного реагента и/или инертного газа, при этом реакционный кристаллизатор снабжен центральной трубой с верхними патрубками для отвода маточного раствора, промывного реагента, инертного газа.

2. Реакционный кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что патрубок вывода суспензии соединен с двух- или трехпозиционным полнопроходным краном.

3. Реакционный кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что нижняя часть корпуса в зоне накопления твердой фазы в суспензии оснащена датчиком уровня, подающим по мере ее накопления сигнал на выгрузку.