SU704642A1

SU704642A1 - Continuous crystallizer

Info

Publication number: SU704642A1
Application number: SU772495459A
Authority: SU
Inventors: Виктор Германович Пономаренко; Сергей Николаевич Беломытцев; Андрей Леонтьевич Марченко; Вадим Андреевич Бондарь
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6273
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1979-12-25

Description

(54) КРИСТДЛЛИЗДТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ(54) CONTINUOUS ACTION CRYSTDALLYDTOR

Изобретение относитс к области химического машиностроени , а именно - к кристаллизаторам непрерывного действи дл кристаллизации растворов органических и неорганических веществ.The invention relates to the field of chemical engineering, namely to continuous crystallizers for the crystallization of solutions of organic and inorganic substances.

Известен кристаллизатор дисковый непрерывного действи , состо щий из пустотелых элементов, установленных один над другим и ст нутых между собой в единый пакет, ограниченный по торцам ни-жним и верхним основани ми, приводного вала, проход щего через центральные сквозные отверсти пустотелых элементов, межсекционных мещалок со скребками, закрепленных ступицами на приводном валу и расположенных между пустотелыми элементами, привода, устройств дл подвода раствора и выгрузки суспензии 1.A continuous disk mold is known, consisting of hollow elements installed one above the other and interconnected into a single package, limited at the ends of the lower and upper bases, of a drive shaft passing through the central through holes of the hollow elements, intersectioning baffles with scrapers fixed by hubs on the drive shaft and located between the hollow elements, drive, devices for supplying the solution and unloading the suspension 1.

Недостатки такого кристаллизатора:The disadvantages of this mold:

-трудоемкость изготовлени плоских сварных дисков, имеющих достаточно жесткую конструкцию и требующих механической обработки;-the complexity of the manufacture of flat welded discs, which have a rather rigid structure and require machining;

-большой расход металла, идущего в отход в процессе механической обработки плоских пустотелых дисков;-big consumption of metal going to waste in the process of machining flat hollow discs;

-большой вес плоских пустотелых дисК ,ов из-за вынужденных больших толщин стенок дисков и наличи анкерных ст жек;- a large weight of flat hollow discs, s due to the forced large thicknesses of the walls of the disks and the presence of anchor bars;

-трудоемкость сборки кристаллизатора, вызванна тем, что при ст жке плоских пустотельных дисков, чередующихс с обечайками , возникают перекосы за счет неравномерной деформации прокладок между указанными дисками и обечайками - это создает перекосы приводного вала, задиры скребков и затрудн ет герметизацию рабочей полости кристаллизатора в уплотн емых местах между дисками и обечайками, собранными в единый пакет.-the complexity of the assembly of the mold, due to the fact that when the flat hollow discs are tightened alternating with the shells, distortions occur due to the uneven deformation of the gaskets between these discs and the shells - this creates a distortion of the drive shaft, scuffing the scrapers and making it difficult to seal the working cavity of the crystallizer into the gaskets places between the disks and the shells assembled in a single package.

Цель изобретени - увеличение удельной поверхности гтеплообмена каждого элемента , снижение трудоемкости изготовлени , сокращение металлоемкости, уменьшение количества уплотн ющих мест, упрощение сборки и разборки кристаллизатора.The purpose of the invention is to increase the specific surface area of heat exchange for each element, reduce the labor intensity of manufacturing, reduce metal consumption, reduce the number of sealing places, simplify the assembly and disassembly of the mold.

Это достигаетс тем, что в предложенном кристаллизаторе каждый элемент выполнен из двух сферических тарелок с усеченными днищами, установленных одна на другой, и цилиндрической обечайкой, установленной между тарелками, причем тарелки герметично соединены по внешнему диаметру одна с другой и с цилиндрической обечайкой.This is achieved by the fact that in the proposed mold each element is made of two spherical plates with truncated bottoms installed one on another, and a cylindrical shell installed between the plates, with the plates hermetically connected in outer diameter to one another and with a cylindrical shell.

Кроме того, с целью предотвращени образовани застойных зон дл хладоносител , цилиндрическа обечайка снабжена установленной концентрично ей перфорированной обечайкой и вертикальными перегородками , установленными диметрально противоположно между цилиндрической и пефорированными обечайками.In addition, in order to prevent the formation of stagnant zones for the coolant, the cylindrical shell is provided with an installed concentric perforated shell and vertical partitions installed dimetrically opposite between the cylindrical and perforated shells.

С целью улучшени тепломассообмена за счет турбулизации раствора внутри кристаллизатора , обеспечени эффективной и надежной очистки тенлообменной поверхности , секционна мешалка выполнена в виде двух неподвижно закрепленных на ступйце вилок, на которых установлены перфорированные полудиски, а. скребки мешалки установлены шарнирно и закреплены на ос х в пазах вилок.In order to improve the heat and mass transfer due to the turbulization of the solution inside the crystallizer, to ensure efficient and reliable cleaning of the tenloexchange surface, the sectional mixer is made in the form of two forks fixed on the front step, on which perforated half discs are installed, a. agitator scrapers are hinged and fixed to the axles in the slots of the forks.

С целью гарантированного заполнени аппарата р аствором, создани внутри кристаллизатора избыточного давлени и непрерывной выгрузки суспензии, устройство дл выгрузки суспензии снабжено трубой с рубашкой , один конец которой соединен с устройством выгрузки, а второй расположен выше верхнего элемента кристаллизатора, In order to ensure that the apparatus is filled with the solution, to create an overpressure inside the crystallizer and to continuously unload the suspension, the device for unloading the suspension is equipped with a jacket with a jacket, one end of which is connected to the unloading device, and the second is located above the upper element of the crystallizer,

На фиг. схематически показан кристаллизатор непрерывного действи , вертикальный разрез; на фиг. 2 - пустотелый дво ковогнутый элемент кристаллизатора, вертикальный разрез; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - секци дисковой мешалки кристаллизатора, вертикальный разрез; на фиг. 5 - раз.рез Б - Б на фиг. 4. Кристаллизатор содержит нижнее основание 1, имеющее сферическую поверхность, в центре которой, со стороны вогнутой части, установлен подп тник 2, а на наружной выпуклой поверхности оснований предусмотрено , обогреваемое устройство 3 выгрузки, оканчивающеес штуцером 4, пустотелые элементы 5, уста новленные один на другом, охлаждаемые изнутри, выполненнью в виде дво ковогнутых линз с отверсти ми в центре и отбортованными торцами 6 по наружному диаметру. Между сферическими поверхност КГикаждого элемента установлена и приваренка наружна цилиндрическа обечайка 7,на которой имеетс два штуцера 8 и 9 дл входа и выхода хладоносител . Внутренн перфорированна обечайка 10 установлена концентрично наружной обечайке и предназначена дл равномерного- распределени хладоносител внутри пустотелого элемента, причем полость, образованна между наружной и перфорированной обе чайкамй , разделена на две равные части посредством диаметрально расположенных перегородок 11 и 12. Кристаллизатор содержит также уплотнительные кольца 13, рас:пОлбжеТ1Нйё-ЖёЖДу ГйёЖнБ1Мй пустотелы1у|;и FIG. schematically shows a continuous mold, vertical section; in fig. 2 - hollow double-concave element of the mold, vertical section; in fig. 3 - section A - A in FIG. 2; in fig. 4 shows a section of a disk agitator of a crystallizer, vertical section; in fig. 5 - section. B - B in FIG. 4. The mold contains a lower base 1 having a spherical surface, in the center of which, from the side of the concave part, a backrest 2 is installed, and on the outer convex surface of the bases there is provided a heated discharge device 3, terminating in nozzle 4, hollow elements 5, installed one on the other, internally cooled, made in the form of double-curved lenses with openings in the center and flanged ends 6 along the outer diameter. An outer cylindrical shell 7 is welded between the spherical surfaces of the CG of each element and on which there are two fittings 8 and 9 for the entry and exit of the coolant. The inner perforated shell 10 is installed concentrically to the outer shell and is designed to evenly distribute the coolant inside the hollow element, and the cavity formed between the outer and perforated both chakammas is divided into two equal parts by means of diametrically arranged partitions 11 and 12. The crystallizer also contains sealing rings 13, races: pOLBZHET1NYYO-ZHYZHDYU GYOZHNB1MY hollowness1y |; and

дисками, собранными в единый пакет, секционную мешалку 14, помещенную между двум смежными пустотелыми элементами и состо щую из ступицы 15, с отверстием в центре, внутри которого сегментна шпонка 16 закреплена посредством винта 17, из двух вилок 18 и 19, диаметрально расположенных и неподвижно креп щихс к ступице , скребков 20, 21 и 22, имеющих на лобовых поверхност х сквозные отверсти 23 24 и 25, шарнирно установленные в пазах вилок, посредством осей 26, 27 и 28, имеющих свободу движени в пределах зазора между диаметрами осей и диаметрами отверстий в скребках, и наклоненного к горизонтальной плоскости перфорированного Ййска, жёстко прикрепленного к диаметрально расположенным вилкам, раздел ющим перфорированный наклоненный диск на два перфорированных полудиска 29 и 30.discs assembled into a single package, sectional mixer 14 placed between two adjacent hollow elements and consisting of a hub 15, with a hole in the center, inside which the segment key 16 is fixed by means of a screw 17, of two forks 18 and 19, diametrically spaced and stationary hinged to the hub, scrapers 20, 21 and 22, having through holes 23 24 and 25 on the frontal surfaces, hinged in the slots of the forks, by means of axes 26, 27 and 28, having freedom of movement within the gap between the diameters of the axes and the diameters of the holesscrapers, and inclined to the horizontal perforated Yyska rigidly attached to the forks diametrically disposed, inclined separating perforated disk into two perforated half-disk 29 and 30.

Верхнее основание 31 кристаллизатора имеет сферическую поверхность, в центре которой помещен сальник 32, а на периферии - штуцер 33 дл подачи раствора внутрь кристаллизатора.The upper base 31 of the mold has a spherical surface, in the center of which is the seal 32, and on the periphery - fitting 33 for feeding the solution inside the mold.

Ст жки 34 проход т через нижнее и верхнее основани и ст гивают пустотелые чечевицеобразные элементы в единый пакет. Вертикальный вал 35, расположенные в центре кристаллизатора, проходит через ступицы секционных мешалок и упираетс коническим центром в подп тник, расположенный в центре нижнего основани . Стойка 36, неподвижно закрепленна на верхнем основании , предназначена дл установки привода 37, вал которого соединен посредством муфты 38, с вертикальным приводным валом на котором установлены секционные мешалки .The straps 34 pass through the lower and upper bases and shrink the hollow lenticular elements into a single package. A vertical shaft 35, located in the center of the mold, passes through the hubs of the sectional agitators and rests against the conical center at the bottom of the mold, located at the center of the lower base. The rack 36, fixedly mounted on the upper base, is designed to install the actuator 37, the shaft of which is connected by means of a coupling 38, with a vertical drive shaft on which sectional agitators are mounted.

Свободный коллектор 39, оканчиваюшийс штуцером 40, предназначен дл гарантированного заполнени раствором внутр.енней полости кристаллизатора и непрерывного выхода суспензии, образующейс в нижней части кристаллизатора, а коллекторы 41 - дл перетока хладоносител из одного элемента в другой.The free collector 39, terminated by fitting 40, is designed to ensure that the internal cavity of the mold is filled with a solution and that the slurry formed in the lower part of the mold is continuously released, and the collectors 41 are used to transfer refrigerant from one element to another.

Кристаллизатор работает следующим образом.The mold works as follows.

Насыщенный раствор исходного продукта подают во внутреннюю полость кристаллизатора через штуцер 33, а хладоноситель поступает противотоком через штуцер 42, последовательно перетека из элемента в элемент по коллекторам 41, до самого верхнего диска, а затем, через штуцер 43, удал етс за пределы кристаллизатора.The saturated solution of the original product is fed into the internal cavity of the crystallizer through the nozzle 33, and the coolant enters countercurrent through the nozzle 42, sequentially flowing from the element into the element through the collectors 41, up to the uppermost disk, and then, through the nozzle 43, is removed outside the crystallizer.

Claims

The saturated solution is intensely turbulent inside the crystallizer by rotating horizontally inclined perforated discs attached to the forks of sectional mixers located between the spherical surfaces of adjacent discs, creating inside the crystallizer good conditions for heat and mass transfer between the saturated solution and the heat transfer surfaces of the discs, while the floating scrapers placed in the grooves of diametrically located forks, constantly cut off the solid sediment that forms on the verge heat exchange. As the solution with the crystals formed is lowered, the solution becomes more and more cooled, which contributes to the further growth of the crystals. The large crystals obtained at the lowest element enter the conical unloading device 3, which is slightly heated, which prevents the formation of solid sediment on its walls and the overgrowing of the by-pass hole in the bypass collector. Then the crystals, together with the liquid phase in the form of a suspension, are removed through the bypass manifold and fitting 40 outside the crystallizer. Thus, the crystallization process of the saturated solution is carried out continuously. Before stopping the crystallizer, the supply of a saturated solution is stopped and the mother liquor is supplied to flush the crystallizer, while hot water or steam is added to the cavity of the element. After thorough rinsing, the remaining solution is drained to release the internal cavity of the crystallizer. The proposed design of a continuous disk crystallizer will allow one to obtain an economic effect by reducing the labor intensity of manufacturing, reducing metal consumption, intensifying the process of heat and mass transfer and reducing time losses during the installation and dismantling of the crystallizer. Claim 1. Cr is a continuous deyspioner consisting of hollow elements installed one above the other and interconnected into a single package, a drive shaft passing through the central through holes of the hollow elements, sectional slats with scrapers fixed with hubs on the drive shaft and located between the hollow drive elements, devices for supplying the solution and unloading the suspension, characterized in that, in order to increase the specific heat transfer surface of each element, reduce laboriousness of manufacture, reduction of metal consumption, reduction in the number of sealing places, simplification of assembly and disassembly of the mold, each element is made of two spherical plates with truncated bottoms installed one on the other, and a cylindrical shell installed between the plates, and the plates are tightly connected along one outer diameter on the other and with a cylindrical shell.

2. A crystallizer according to Claim 1, characterized in that, in order to prevent the formation of stagnant zones for coolant, the cylindrical shell is provided with a concentric perforated shell and vertical partitions installed diametrically opposite to the cylindrical and perforated shell.

3. The crystallizer according to claim I, characterized in that, in order to improve heat and mass transfer due to turbulence in the solution inside the crystallizer, to ensure efficient and reliable cleaning of the heat exchange surface, the sectional mixer is made in the form of two forks fixed on the hub, on which perforated half-disc are mounted, and the agitator scrapers are hinged and fixed to the axles in the forks.

4. The crystallizer according to claim 1, characterized in that, in order to ensure that the apparatus is filled with the solution, to create an overpressure inside the crystallizer and to continuously discharge the suspension, the device for unloading the suspension is equipped with a pipe with a heating jacket, one end of which is connected to the discharge device, and the second located above the upper element of the mold. Sources of information taken into account during the examination 1. Industry standard “Crystallizers. Parameters and main dimensions OST.2601-1430-76, OST 26-01-1431-76 (prototype). 7

.3 fO fS 27 2 15 I / / /,

5 202f ff: i W 2 16 /