Колонна кристаллизационная Советский патент 1983 года по МПК B01D9/00 

(.Ь4) КОЛОННА КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ

Изобретение относится к химическому машииостроению, а именно к крис таллизаторам колонного типа, предназначенным для кристаллизации из растворов органических и неорганических веществ методом непосредственного контакта раствора с несмешивающимся жидким хладоносителем. Известна колонна кристаллизационная , включающая вертикальный цилиндрический корпус, по краям которого расположены сгустители, источник регулярных воз.мущений и устройства для подвода кристаллизуемого раствора и хладоносителя, каждое из кото рых выполнено в виде части перфорированного корпуса колонны, в отверс тиях которого установлены-сопла, а вокруг перфорированной части корпуса коаксиально размещен кожух ). Однако в известной колонне примерно 20% общего объема диспергированного хладоносителя- составляют очень мелкие капли-спутники и очень крупные капли. Эта величина обусловлена способом диспергирования и соответствует нормали-логарифмическому рас 1ределению капель при струйном диспергировании. С практической стот роны это означает, что капли-спутНИКИ np.i входе в колонну сразу же приобретают температуру сплошной фазы и в дальнейц ем не участвуют в процессе теплообмена, а очень большие капли покидают колонну, не достигнув температуры основной массы хладоносителя, то есть не достигнув равновесной температуры. Цель изобретения - интенсификация процесса кристаллизации за счет диспергирования хладоносителя на капли строго определенного размера. Поставленная цель достигается тем что в колонне кристаллизационной, включающей вертикальный цилиндрический корпус, по краям которого расположены сгустители, источник регулярных возмущений и .устройства для подвода кристаллизуемого раствора и хладоносителя, каждое из которых выполнено в виде части перфорированного корпуса колонны, в отверстиях которого установлены сопла, а вокруг перфорированной части корпуса коаксиально размещен кожух, источник регулярных возмущейнй выполнен в виде мембранного излучателя колебаний и соединен с устройством для подвода хладоносителя.

На фиг. 1 показана колонна крис- таллизаиионная, продольный разрез ; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1.

Колонна состоит из вертикально расположенного цилиндрического корпуса 1, в верхней части которого имеются соответственно сгуститель 2 с патрубками 3 и 4 для отвода рабочих сред, а в нижней его части сгуститель 5 с патрубками 6 и 7 для отвода маточного раствора-и суспензии.

Сгуститель 2 выполнен в виде цилиндра с вогнутым коническим днищем. Устройства 8 и 9 для ввода рабочих сред ( кристаллизуемого раствора и хладоносителя установлены соответственно в верхней и нижней частях корпуса С под верхним сгустителем 2 и над нижним сгустителем 5).

Устройства 8 и 9 выполнены в виде перфорированных частей 10 корпус 1, снабженных набором сопел 11, выполненных из гидромаслофобного материала, . С наружной стороны частей 10 корпуса 1 установлены цилиндрические кожухи 12, образующие с корпусом 1 кмеры для подвода рабочих сред. Кожухи 12 закрепляются на опорных кольцах 13 и снабжены сальниковыми уплотнениями 14. Наборы сопел 11 закрепляются с помощью хомутов 15. На патрубках 16 установлены источники 1 регулярных возмущений выполненные -в виде мембранных излучателей колебаний.

Колонна работает следующим образом.

При кристаллизации растворов, плотность которых больще плотности хладоносителя, раствор поступает в колонну через Устройство 8 и движется вследствие гравитационных сил в нижнюю часть колонны. Хладоноситель йоступает в колонну через устройство 9. Здесь осуществляется регулируемый распад выходящих из наборов сопел струй хладоносителя на капли строго определенного размера. Достигается это за счет возмущающих импульсов, создаваемых колеблющейся мембраной (установленной на патрубке 167, или за счет вибрации с определенной частотой , передаваемой от щарикового вибратора (установленного там же. Полученные таким образом капли хладо носителя поднимаются вверх по колонн за счет меньщей, чем у раствора плотности. Капли хладоносителя охлаждают раствор до -температуры ниже температуры насыщения и вызывают кристаллизацию.

Кристаллы вместе с маточным раствором собираются в сгустителе 5, из которого сгущенная суспензия отводится через патрубок 7 (.обычно снабженный пульсирующим клапаном, а осветленный маточный раствор - через патрубок 6.Капли отработанного хладносителя собираются в сгус-ителе 2, где они коалесцируют. Так как в процессе диспергирования получаются капли одинакового диаметра, температура их перед коалесценцией и после нее будет одинаковой.

Если каплями хладоносителя было захвачено некоторое количество маточного раствора, то разделение происходит путем расслаивания. При этом Хладоноситель отводится через патрубок 4, а захваченный маточник периодически -отводится через патрубок 3.

Ьсли применяемый Хладоноситель имет плотность, большую плотности кристаллизуемого, раствора, последний по дается в аппарат через устройство 9, а Хладоноситель подается в диспергированном виде через устройство 8. Ддля - коалесценции хладоносителя и его -расслаивания используется сгуститель 5. При этом .Хладоноситель отводится через штуцер 7, .а захваченный маточный раствор периодически через штуцер 6. Сгущенная суспензия в данном случае отводится из сгустителя 2 через патрубок 3, а осветленный маточный раствор через патрубок 4.

Предлагаемая кристаллизационная колонна позволяет получить экономический эффект путем повышения эффективности ее работы, который составит не менее 15000 руб. в год на одну установку, а потребность в таких установках на 11-ю пятилетку составляет 15-20 штук.

Формула изобретения

4

Колонна кристаллизационная, включающая вертикальный цилиндрический корпус, по краям которого расположены сгустители, источник регулярных возмущений и устройства для подвода кристаллизуемого раствора и хладоносителя, каждое из которых выполнено в виде части перфорированного корпуса колонны в отверстиях которого установлены сопла, а вокруг перфорированной части корпуса коаксиально размещен кожух, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации.процесса кристаллизации за счет диспергирования хладоносителя на капли строго определенного размера, источник регулярных возмущений выполнен в виде мембранного излучателя колебаний и соединен с устройством для подвода хладоносителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

11

17

1Z