SU1733036A1 - Кристаллизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратурному оформлению разделени  жидких веществ кристаллизации и может быть использовано в химической и смежным с ней отрасл х народного хоз йства. Цель - повышение эффективности работы кристаллизатора за счет рекуперации теплоты конденсации . Кристаллизатор дополнительно снабжен камерой конденсации, в которой размещена камера испарени , соединенна  вертикальной трубой с приемником рапы. В зоне соединени  с камерой испарени  труба размещена в камере конденсации с образованием теплообменника труба в трубе. Устройство дл  отвода паров выполнено в виде эжектора, входы которого дл  активной и пассивной среды сообщены соответственно с камерами конденсации и испарени . В камере испарени  имеетс  датчик уровн , св занный с регулирующим органом, установленным на трубопроводе подвода рассола в приемник рамы. Нижн   часть камеры конденсации снабжена переливной трубкой. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к аппаратурному оформлению разделени  жидких веществ кристаллизацией и может быть использовано в химической, пищевой и других отрасл х народного хоз йства.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  кристаллизатор, содержащий камеру испарени  с теплообменником, установленный под ней приемник рапы с трубопроводом подвода рассола, имеющий скошенное дно, св занное с элементом отвода кристаллов , трубу, один конец которой соединен с камерой испарени , а другой опущен в приемник рапы, устройство дл  отвода паров и устройство дл  регулировани  уровн  рассола с датчиком уровн .

Недостатком кристаллизатора  вл ютс  возможные потери тепла в камере испарени  в окружающую среду, что снижает эффективность процесса кристаллизации.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы кристаллизатора за счет рекуперации теплоты конденсации.

На чертеже изображен общий вид кристаллизатора .

Кристаллизатор содержит камеру 1 испарени  с теплообменником 2, установленный под ней приемник 3 рапы 2 трубопроводом 4 подвода рассола, имеющий скошенное дно, и установленное в нем устройство 5 отвода кристаллов, выполненное в виде транспорта. Кристаллизатор также содержит трубу 6, один конец которой соединен с камерой 1 испарени , а другой опущен в приемник 3 рапы.

В камере 1 испарени  предусмотрен датчик 7 уровн  рассола, св занный с регу xj

СО СО

О CJ

о

лирующим органом 10, установленным на трубопроводе 4 развода рассола.

Кристаллизатор снабжен камерой 8 конденсации, камера 1 испарени  размещена в последней, труба 6 в зоне соединени , с камерой 1 испарени  размещена в камере 8 конденсации с образованием теплообменника труба в трубе. Устройство дл  отвода паров выполнено в виде эжектора 9.

Камера 8 конденсации снабжена обрат- ным клапаном 12 и может быть снабжена нагревателем 13. Вход 14 активной среды эжектора 9 сообщен с камерой 8 конденсации через циркул ционный насос 15, а вход 16 пассивной среды - с камерой 1 испаре- ни .

Камера испарени  представл ет собой емкость, заполненную в рабочем режиме до уровн  I рассолом, кип щим в поверхностном слое. Подвод тепла к кип щему рассолу осуществл етс  через стенки трубок теплообменника 2, расположенных, например, с наклоном по ходу теплоносител  в режиме естественной циркул ции. Возможен и режим принудительной циркул ции, дл  чего эжектора 9 соедин етс  степлообменником 2. Выше уровн  I в камере 1 испарени  находитс  парова  фаза, ниже - рассол.

Пространство между камерами испарени  1 и конденсации 8 до уровн  II заполне- но конденсатом. Выше уровн  II располагаетс  газова  полость, в которой находитс  парогазова  смесь под давлением , соответствующем заданному давлению конденсации паров. В случае воды эта по- лость может сообщатьс  с атмосферой. Тогда давление конденсации паров воды будет равно атмосферному. Переливна  трубка 11 служит дл  поддержани  заданного уровн  II и отвода излишков конденсата.

По трубе 6 поднимаетс  рассол и опускаютс  образовавшиес  кристаллы соли.

В приемнике 3 рапы рассол и кристаллы соли образуют рапу. Уровень III рассола в приемнике 3  вл етс  подвижным и регули- руемым и зависит от атмосферного давлени , температуры и давлени  кипени  рассола в камере 1 испарени  и плотности поступающего рассола. Уровень III регулируетс  с той целью, чтобы уровень I всегда оставалс  посто нным. Регулировка осуществл етс  по сигналу датчика 7 уровн .

Кристаллизатор работает следующим образом.

В исходном состо нии камера конден- сации 8 заполнена до уровн  II чистым растворителем , например водой, В приемнике 3 рапы на предельном начальном уровне (без перелива) находитс  рассол. Включаетс  двигатель циркул ционного насоса 15.

Вода засасываетс  из нижней части камеры 8 и под давлением подава  на вход 14 активной среды эжектора 9, который начинает за счет разрежени  откачивать объем камеры 1 испарени , Вышедша  из эжектора 9 вода остаетс  в камере 8 конденсации, а воздух и растворенные газы сбрасываютс  через обратный клапан 12 в атмосферу. Если клапан 12 сделать подпружиненным, а переливную трубку 11 подн ть выше, то в газовой полости камеры 8 можно обеспечить давление конденсации выше атмосферного . По мере понижени  давлени  в камере 1 в нее засасываетс  рассол из приемника 3 рапы по трубе 6. В это врем  в приемник 3 подаетс  рассол. При достижении рассолом уровн  I срабатывает датчик 7 уровн  и подача рассола в приемник 3 прекращаетс .

При этом устройство дл  регулировани  уровн  рассола переходит в режим автоматического слежени  за положением уровн  , компенсиру  его колебани  повышением или понижением уровн  III и обеспечива  необходимую разность уровней Н, котора  равна:

Н(Ратм-Ркип) р g ,

где Ратм - атмосферное давление;

Ркип-давление кипени  рассола в камере испарени ;

р - средн   плотность столба рассола высотой Н;

g- ускорение свободного падени .

Устройство дл  регулировани  уровн  должно отслеживать и изменени  атмосферного давлени .

В этом состо нии включаетс  нагреватель 13 дл  подогрева чистого растворител , а через теплопроводную стенку камеры 1 испарени  и рассола до заданной температуры кипени . Рассол вскипает, пары отсасываютс  из камеры 1 испарени  эжектором 9 через вход 16 пассивной среды и сжимаютс  до давлени  конденсации. Конденсаци  паров происходит в струе, котора  нагреваетс , поглоща  теплоту конденсации . По достижении стационарного режима, когда теплота поступающего рассола , теплота конденсации и теплота, выде- л юща с  при торможении струи, компенсируют теплоту испарени , тепло, уносимое сбрасываемым конденсатором, и теплопотери, нагреватель 13 отключаетс .

Кристаллы соли образуютс  в процессе испарени  рассола в поверхностном слое и опускаютс  под действием силы т жести в приемник 3 рапы. Камера 1 испарени  имеет форму, позвол ющую образовыватьс  конвективным потокам движущимс  по контурам, показанным стрелками, что предотвращает кристаллизацию соли на стенках камеры 1, так как поднимающийс  поток подогреваемого рассола раствор ет их. То же происходит и в трубе 6. Образовавшиес  кристаллы соли могут частично раствор тьс  в движущемс  навстречу ненасыщенном растворе, однако после выхода на стационарный режим скорость выпадени  соли будет однозначно определ тьс  количеством испаренного рассола в камере 1 испарени 

Получение поваренной соли (или аналогичных нелетучих твердых веществ), например из водных растворов происходит с минимальными энергозатратами. Основной дополнительный расход энергии нужен только дл  поддержани  разности температурных уровней кип щего при низкой температуре и низком давлении рассола и конденсации паров чистого растворител , например при атмосферном давлении. В минимуме эта разность должна быть равна температурной депрессии раствора соли Предполагаетс , что эта энерги  будет поставл тьс  в процессе диссипации энергии струи, выход щей из эжектора, первичным источником которой  вл етс  двигатель циркул ционного насоса.

Это состо ние будет характерным дл  стационарного режима работы кристаллизатора . Пусковые режимы требуют дополнительных затрат энергии дл 

предварительного подогрева системы с целью ее последующего выхода на расчетные температурные уровни и дл  подн ти  столба рассола с уровн  III на уровень I. В

принципе система позвол ет выходить на стационарный режим саморазогревом, так как при работе насоса температура чистого растворител  будет непрерывно повышатьс  даже без кипени  рассола за счет диссипации механической энергии.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Кристаллизатор, содержащий камеру испарени  с теплообменником, установленный под ней приемник рапы с наклонным

   дном с трубопроводом подвода рассола и элементом отвода кристаллов, трубу, соедин ющую камеру испарени  с приемником рапы, устройство дл  отвода паров и средства дл  регулировани  уровн  рассола с

   датчиком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы кристаллизатора за счет рекуперации теплоты конденсации, кристаллизатор снабжен камерой конденсации с переливной

   трубой в нижней части, при этом камера испарени  размещена в камере конденсации , труба в зоне соединени  с камерой испарени  размещена в камере конденсации с образованием теплообменника труба

   в трубе, а устройство дл  отвода паров выполнено в виде эжектора, вход активной среды которого св зан с камерой конденсации , а вход пассивной среды - с камерой испарени .

   Ж

   КонВенсат