ДЕСУБЛИМАТОР Российский патент 2006 года по МПК B01D7/02 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, где требуется выделить из газовой фазы кристаллические вещества, например в производстве фталевого ангидрида из нафталина, камфары из борнеолов, никотиновой кислоты из бета-пиколина и т.п.

Известен десублиматор для выделения кристаллов из газовой фазы, например, описанный в книге А.Н.Плановского и Д.А.Гуревича "Аппаратура промышленности полупродуктов и красителей". - Москва, 1961, - стр.448, рис.270.

Недостатком описанной конструкции аппарата является его небольшая рабочая теплообменная поверхность в единице объема, а следовательно, и низкая производительность. Кроме того, внутренние элементы аппарата не очищаются от осевших кристаллов.

Недостатком известных аппаратов для десублимации веществ из газовой фазы является периодичность их действий, обусловленная необходимостью удаления из них кристаллических веществ либо механическим путем, либо кратковременным обогревом поверхности десублимации, как это имеет место в производстве фталевого ангидрида из нафталина (Д.А.Гуревич - Фталевый ангидрид. - Москва, Химия. - 1968).

Для интенсификации процесса предлагается десублиматор (Авт. свидет. СССР №1057058, МПК³ B 01 D 7/02, 1983), включающий корпус с установленными в нем гофрированными трубками с донышками, ограничитель хода гофрированных трубок, патрубки подвода и отвода технологических газов, трубки подвода хладагента и патрубки его отвода, каждая трубка подвода хладагента установлена коаксиально гофрированной трубке.

К недостаткам десублиматора относится то, что внутренние стенки также не очищаются от осевших кристаллов.

Известен десублиматор для выделения продуктов из парогазовой смеси (Патент РФ №2047313, МПК⁶ B 01 D 7/00, 8/00, 1995), выполненный в виде теплообменника с трубами, снабженными наружным оребрением, которое выполнено перфорированным, при этом площадь перфорации составляет 20-70% от общей площади поверхности оребрения.

Этот аппарат имеет те же недостатки, что и описанный выше десублиматор.

Наиболее близким техническим решением является конденсатор паров возгоняемых веществ (Авт. свидет. СССР №116143, кл. 17d, 4₀₁, 17f, 10, 1958). В этом аппарате процесс десублимации и вывод кристаллов ведется непрерывно благодаря наличию охлаждаемого корпуса и внутреннего барабана с установленными на корпусе и барабане срезающих осадок ножей.

Недостаток этой конструкции в небольшой тепломассообменной поверхности, приходящей на единицу объема, а следовательно, и производительности.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка десублиматора большой производственной мощности, с большой тепломассообменной поверхностью в небольшом объеме.

Поставленная задача решается с помощью десублиматора для десублимации газообразных веществ, включающего, по крайней мере, один, неподвижный цилиндрический корпус со стационарными ножами и их охлаждающей рубашкой, внутренний вращающийся барабан с ножами, проходящими при вращении через промежутки стационарных ножей, сборник кристаллов. Неподвижный цилиндрический корпус установлен вертикально на люке, внутренний барабан выполнен в виде набора полых конусных линз, внутренние и наружные диаметры которых соединены между собой вглухую, на наружных диаметрах дисков установлены ножи, имеющие форму треугольника, на наружном неподвижном цилиндрическом корпусе установлены ножи, имеющие форму ромба, передняя часть которых размещается во впадинах между конусными дисками линз, а нижний торец вертикального неподвижного цилиндрического корпуса десублиматора установлен на люке горизонтального сборника кристаллов, внутри которого имеется винтовая мешалка с винтовой лопастью, в верхней части сборника кристаллов имеется штуцер для выхода газов, а в нижней части - штуцер для вывода кристаллов.

Десублиматор предпочтительно может быть выполнен из нескольких, например четырех, неподвижных цилиндрических корпусов, сборник кристаллов снабжен винтовой мешалкой с правой и левой навивкой, штуцер для выхода газов в сборник кристаллов установлен в центре, а нижний штуцер для вывода кристаллов содержит роторный лопастной выгружатель, сборник кристаллов снабжен рубашкой и штуцерами для входа и выхода хладагента.

С целью очистки люков сборника от кристаллов в люках сборника на нижнем торце внутреннего вращающегося полого барабана установлены мешалки с очищающими ножами, при этом мешалки закреплены болтами к осям внутренних барабанов десублиматоров.

Внутри полого внутреннего вращающегося барабана установлена труба для подачи хладагента.

На Фиг.1 изображен барабанный десублиматор и его разрез по А-А. На Фиг.2 изображен общий вид десублиматора, состоящего из четырех вертикальных неподвижных цилиндрических корпусов.

Десублиматор состоит из одного (Фиг.1) или нескольких наружных вертикальных неподвижных цилиндрических корпусов 1 (Фиг.2), установленных на горизонтальных люках 2 сборника кристаллов 3, имеющего рубашку 4, внутри винтовую мешалку 5 с правой и левой навивкой, штуцером 6 для вывода газов, штуцером 7 с роторным лопастным выгружателем кристаллов 8, штуцерами 9 для входа и выхода хладагента 10.

Корпуса десублиматора 1 снабжены рубашкой 11, штуцерами для входа и выхода хладагента 12, сборной пластины 13, на которой смонтированы в шахматном порядке ножи 14, выполненные в форме ромба, крышки 15, на которой имеется штуцер 16 для ввода внутрь аппарата газовой фазы, подшипниковый и сальниковый узлы 17, а также привод 18 и зубчатая шестеренная пара 19.

Корпус десублиматора своим торцевым фланцем установлен на люке 2 сборника кристаллов 3. Между фланцами корпуса десублиматора и люка 2 размещается крестовина 20 с подпятником для удержания внутреннего вращающегося полого барабана 21, который состоит из набора полых конусных линз 22, на наружных концах которых установлены ножи 23, имеющие форму треугольника. Внутренний барабан 21 снизу своим валом заходит в гнездо подпятника крестовины 20, а верхним концом вала в подшипниково-сальниковый узел 17, крышки 15. Внутри полого внутреннего барабана 21 установлена труба 24 для подачи хладагента. Последняя закреплена на крышке 15 кронштейнами 25 и имеет штуцера для входа и выхода хладагент. К нижней оси внутреннего барабана закреплена мешалка 26 с ножами для очистки стенки люка 2 от кристаллов.

Десублиматор работает следующим образом.

Через штуцера 16 в десублиматор вводится газовая фаза, которая под воздействием охлаждаемых поверхностей наружных вертикальных неподвижных цилиндрических корпусов 1 и внутренних вращающихся полых барабанов 21, охлаждаемых хладагентом, подаваемым через трубу 24, десублимируется и в виде твердого кристаллического вещества осаждается на внутренней поверхности наружных вертикальных корпусов 1 и наружных поверхностях внутренних вращающихся полых барабанов. При этом так как внутренние вращающиеся полые барабаны выполнены из набора конусных полых линз 22, имеется развитая поверхность тепломассообмена. При вращении внутренних вращающихся полых барабанов они своими ножами 23 срезают кристаллический осадок вещества с внутренней поверхности цилиндрических корпусов 1, а ромбообразными ножами 14, установленными в корпусах 1, очищается поверхность конусных линз 22 внутренних вращающихся полых барабанов десублиматора. При этом ножи 23 проходят между ножами 14. Срезанный порошок через опорную крестовину 20 люка 2 поступает в сборник кристаллов 3, при этом осевшие кристаллы вещества на стенках люков 2 счищаются при помощи мешалки с ножами 26.

С помощью мешалки 5 кристаллический порошок транспортируется в центр сборника 3 и через штуцер 7 роторным лопастным выгружателем 8 выводится из десублиматора. Отработанные газы через штуцер 6 направляются на циклон и фильтр для улавливания уноса порошка, а очищенный газ направляется далее по своему назначению.

Таким образом, предлагаемый десублиматор обладает высокой тепломассообменной поверхностью и имеет высокую производительность.

Изобретение относится к устройствам для выделения из газовой фазы кристаллических веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Десублиматор включает, по крайней мере, один неподвижный цилиндрический корпус со стационарными ножами и их охлаждающей рубашкой, внутренний вращающийся барабан с ножами, проходящими при вращении через промежутки стационарных ножей, сборник кристаллов. Неподвижный цилиндрический корпус установлен вертикально на люке, внутренний барабан выполнен в виде набора полых конусных линз, внутренние и наружные диаметры которых соединены между собой вглухую. На наружных диаметрах дисков установлены ножи, имеющие форму треугольника. На наружном неподвижном цилиндрическом корпусе установлены ножи, имеющие форму ромба, передняя часть которых размещается во впадинах между конусными дисками линз. Нижний торец вертикального неподвижного цилиндрического корпуса десублиматора установлен на люке горизонтального сборника кристаллов, внутри которого имеется винтовая мешалка с винтовой лопастью. В верхней части сборника кристаллов имеется штуцер для выхода газов, а в нижней части - штуцер для вывода кристаллов. Изобретение позволяет увеличить тепломассообменную поверхность десублиматора при небольшом объеме и повысить его производственную мощность. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Десублиматор для десублимации газообразных веществ, включающий неподвижный цилиндрический корпус со стационарными ножами и их охлаждающей рубашкой, внутренний вращающийся барабан с ножами, проходящими при вращении через промежутки стационарных ножей, сборник кристаллов, отличающийся тем, что содержит, по крайней мере, один неподвижный цилиндрический корпус, установленный вертикально на люке горизонтального сборника кристаллов, внутренний вращающийся полый барабан выполнен в виде набора полых конусных линз, внутренние и наружные диаметры которых соединены между собой вглухую, на наружных диаметрах дисков установлены ножи, имеющие форму треугольника, на наружном цилиндрическом корпусе установлены ножи, имеющие форму ромба, передняя часть которых размещается во впадинах между конусными дисками линз, внутри сборника кристаллов имеется винтовая мешалка с винтовой лопастью, в верхней части сборника кристаллов имеется штуцер для выхода газов, а в нижней части - штуцер для вывода кристаллов.2. Десублиматор по п.1, отличающийся тем, что выполнен из четырех неподвижных цилиндрических корпусов, сборник кристаллов снабжен винтовой мешалкой с правой и левой навивкой, штуцер для выхода газов в сборник кристаллов установлен в центре, а нижний штуцер для вывода кристаллов содержит роторный лопастной выгружатель, сборник кристаллов снабжен рубашкой и штуцерами для входа и выхода хладагента.3. Десублиматор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что на нижнем торце внутреннего вращающегося полого барабана установлена мешалка с ножами для очистки стенки люка от кристаллов.4. Десублиматор по п.1, отличающийся тем, что внутри полого внутреннего вращающегося барабана установлена труба для подачи хладагента.