SU1063428A1 - Дисковый кристаллизатор - Google Patents

Abstract

1. ДИСКОВЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий расположенные один над другим диски, вьшолненные в виде тонкостенных тарелок, герметично соединенных между собой кольцевыми перегородками, образунндими каналы дл  движени  хладоносител , и разделенные цилиндрическими обечайками , образующими междисковые камеры , в которых установлены мешалки. / отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса за счёт уменьшени  инкрустации теплопередающей поверхности, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на рассто нии один от другого и направленными выпуклост ми поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение. 2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийс  тем, что, гофры расположены радиально концентрическими р дами кольцевыми перегородкаг., при этом рассто ние между гофрами в смежных i р дах.увеличиваетс  от центра к периферии диска. (Л

Description

о

00 4 Ю

00

Изобретение относитс  к химическому машиностроению,. а именно к охла51,нтельным кристаллизаторам с очищаемой теплопередагощей поверхностью , предназначенным дл  кристаллизации из растворов солей, растворимость которых уменьшаетс  с понижением температуры.

Известен дисковый кристаллизатор , включающий горизонтально расположенные диски, разделенные обечайками, в которых установлены вращающиес  скребки, диски, выполненные в виде -тонкостенных усеченных конусов, направленных меньшими основани ми вниз и снабженных профильными прокладками, герметично установленными между

fl.

Несмотр  на то, что в известном .аппарате достаточно высока  интенсивность теплопередачи за счет применени  тонколистового металла и больша   производительность за счет более развитой поверхности теплообмена , в аппарате значительное инкрустирование теплопередающей поверхности диска кристаллами и невысока  турбулизаци  пристенных слоев как со стороны суспензии, так и со стороны хладоносител .

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса кристаллизации за счет повышени  коэффициента теплопередачи и уменьшени  инкрустации теплопередающей поверхности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в кристаллизаторе, содержащем расположенные один над другим диски , выполненные в виде тонкостенны тарелок, герметично соединенных меду собой кольцевыми перегородками, образующими каналы дл  движени  хладоносител , и разделенные цилиндрическими обечайками, образующими междисковые камер, в которых установлены мешалки, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на рассто нии один от другого и напраленными выпуклостью поочередно внутрь и наружу дисков, при зтом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение.

Кроме того, гофры расположены радиально концентрическими р дами между кольцевыми перегородками, при этом рассто ние между гофрами в смежн1,1Х р дах увеличиваетс  от центра к периферии диска.

На фиг. 1 показан дисковый кристаллизатор , о(.7{ции вид; на фиг. 2 план расположени  гофр на тарелках ДИСКОВ; нр фиг. 3 - расположение гофр по о ружносги развернутых каналов д.7г  хладоноситолп и меAiicKOBoii камеры.

Дисков(,п1 к)Н -1аллизатор состоит из вертика.пьнгчо набора дисков 1 ,

собранных поочередно с обечайками 2 в вертикальный пакет на станине 3, закрытый крЕлшкой 4 и ст нутый щпильками 5. Через центр пакета проходит вал 6, передающий вращение мешалкам 7, установленным в междисковых камерах 8 таким образом, что одНа пара мешалок турбулизует слой у верхней, а втора  - у нижней, поверхности диска. Диски снабжены штуцерами дл  подачи 9 и отвода 10 хладоносител  и выполнены из тонкостенных тарелок с гофрами 11,направленными выпуклостью внутрь, и гофрами 12, направленными выпуклостью наружу диска. В -крышке 4 расположены штуцер 13 ДЛЯ гТодачи исходного раствора, а в станине - штуцер 14 дл  вывода полученной в аппарате суспензии. Гофры расположены на тарелках радиально концентрическими р дами 15 с шагом вдоль радиуса тарелки, равным шагу и ширине каналов дл  движени  хладоносител , а рассто ние между гофрами в смежных концентрических р дах увеличиваетс  от центра к периферии диска. Высота гофр, направленных выпуклостью внутрь и наружу диска, составл ет 5-10% соответственно от высоты каналов 16 дл  движени  хладоноситрл  и высоты междисковой камеры 8. Нижним диском аппарата  вл етс  диск 17, а верхним диск 18.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Исходный раствор поступает через штуцер 13 и последовательно проходи через междисковые камеры 8. Хладолоситель поступает через штуцер 9 в нижний диск 17 аппарата, движетс  по кольцевым каналам 16 в противо- токе к охлаждаемому в междисковой камере 8 раствору и отводитс  из штуцера 10 (фиг. 2) верхнего диска 18 (фиг. 1) . В процессе охлаждени  происходит пересыщение раствора, вызывающее образование и рост кристаллов . Мешалки 7 кристаллизатора кроме процесса перемешивани  сообщают суспензии необходимую угловую скорость двихсени  по кольцевой междисковой камере 8. В каждом местном сужении камеры, образованном гофрами 12 (фиг. 2), образуютс  турбулентные вихри, которые разрушают ламинарный пристенный слой суспензии , увеличива  интенсивность теплоотдачи и предупрежда  образование устойчивой инкрустации теплопереда щей стенки диска. В св зи -с тем, что врем  существовани  турбулентных вихрей невелико, необходимо создание условий дл  их посто нного зарождени  в потоке, что и достигаетс  за счет создани  определенного числа гофр 11 и 12 (фиг. 2/ в каждом концентричном р ду 15 {по окруж-.

нести).I

Аналогичное  вление имеет место в зонах сужени  сечени  кольцевых каналов с хладоносителем, образованного гофрами 11. Здесь, кроме пр мой интенсификации теплоотдачи, имеет место предупреждение загр знени  внутреннеП поверхности каналов диска механическими примес ми и отложение солей жесткости, что увеличивает межпромывочный пробег аппарата . .

Продукционна  суспензи  отводитс  из аппарата через штуцер 14. Высота гофр, расположенных как в каналах 16 с хладоносителем, так и в междисковых камерах 8 аппарата, должна составл ть 5-10% их высоты.. Уменьшение высоты гофр ниже 5% не дает, эффакта разрушени  пограничного ламинарного сло , а увеличение высоты гофр более чем на 10% приводит к резкому повышению гидравлических потерь, а следовательно, к чрезмерным энергетическим затратам без пропорционального увеличени  коэффициенжта теплоотдачи.

В св зи с тем, что при посто ннрй угловой скорости потока в междисковой камере линейна  скорость потока суспензии увеличиваетс  от центра к периферии, рассто ние между гофрами в концентрических р дах также мен етс : от меньшего рассто ни  между гофрами в центре к большему

рассто нию на периферии. Это св зано U тем, что при большей скорости потока врем  существовани  турбулентных вихрей более продолжительно . Поэтому чрезмерное насыщение

гофрами периферийных зон создает только дополнительные гидравлические сопротивлени  движущемус  потоку без увеличени  коэффициента теплоотдачи .

Предлагаемый кристаллизатор не только более эффективен по своим показател м,Но и обладает меньшей металлоемкостью, что позвол ет снизить капитальные затраты на производство и оснащение узла кристаллизации .

Claims (2)

1. ДИСКОВЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий расположенные один над другим диски, выполненные в виде тонкостенных тарелок, герметично соединенных между собой кольцевыми перегородками, образующими каналы для движения хладоносителя, и разделенные цилиндрическими обечайками , образующими междисковые камеры, в которых установлены мешалки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счёт уменьшения инкрустации теплопередающей поверхности, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на расстоянии один от другого и направленными выпуклостями поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение.

2. Кристаллизатор по π. 1, отличающийся тем, что, гофры расположены радиально концентрическими рядами ме^ду кольцевыми перегородками, при этом расстояние между гофрами в смежных рядах.увеличивается от центра к периферии диска.

СО

ЬО