Вакуум-кристаллизатор Советский патент 1983 года по МПК B01D9/02 

4 4

ЭО

1

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к вакуум-кристаллизаторам, применяемым в химической промышленности для криталлизации из растворов органически и неорганических веществ.

Известен в.акуум-кристаллизатор для получения кристаллического продукт а, состоящий из корпуса (кристаллорастителя), насоса для циркуляции раствора, циркуляционных труб, штуцеров для подвода раствора, отвода вторичного пара и суспензии 1.

Недостатком данного кристаллизатора является то, что в процессе циркуляции суспензии в замкнутом котуре происходит измельчение кристаллов лопастями насоса. Кроме того горячий насыщенный раствор, смешанны с суспензией, бустро попадает в зону кипения, где резко охлаждается, что приводит к образованию большого количества центров кристаллизации, поскольку кристаллы, находящиеся в растворе, не успевают снять все пересыщение пропорционально изменению температуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вакуум-кристаллизатор Свенсона типа ДТБ, состоящий из закрытого сосу|Да с внутренней перегородкой, образующей отстойную камеру. В .центре аппарата проходит вертикальная, несколько расширяющаяся кверху циркуляционная труба. Мешалка с нижним или верхним приводом установлена по центру кристаллизатора в нижней части циркуляционной трубы. Она обеспечивает осевое движение потока 2.

Вакуум-кристаллизатор Свенсона позволяет получить более качественный продукт по гранулометрическому составу, однако такие недостатки как измельчение кристаллов лопастями циркуляционного насоса и образование центров кристаллизации в зоне кипения раствора имеют место и в этом вакуум-кристаллизаторе.

Цель изобретения - повышение производительности кристаллизатора за счет интенсификации тепломассообмена и повышение качества продукта.

Указанная цель достигается тем, что в вакуум-кристаллизаторе, включающем корпус, испаритель, центральную циркуляционную .трубу, устройство для циркуляции суспензии, расположенное внутри трубы и снабженное приЦ8.2

водом, коллектор с форсунками, расположенный в верхней части корпуса, переливное устройство, гидравлический затвор, штуцеры для подвода исходного раствора, отвода суспензии и вторичного пара, устройство для циркуляции выполнено в виде поршня, имеющего отверстия и снабженного установленной над ним на его штоке дисковой заслонкой.

Кроме того, проходные сечения торцов циркуляционной трубы составляют 0,2-0,5 ее диаметра.

На фиг.1 изображен вакуум-кристаллизатор, продольный разрез; на фиг.2 - поршень без переточных Отверстий; на фиг. 3 - поршень, снабженный переточными отверстиями и подвижно установленной дисковой заслонкой, закрывающей переточные отверстия в состоянии движения поршня вверх; на фиг. - то же, при движении его вниз,

Вакуум-кристаллизатор включает корпус 1, циркуляционную трубу 2 с поршнем 3 для создания перемешивания суспензии внутри кристаллизатора, переливное устройство для поддержания заданного уровня раствора внутри кристаллизатора, водяной затвор 5, привод 6, трубопровод 7 для отбора суспензии из нижней части корпуса 1, трубопровод 8 для соединения переливного устройства i с водяным затвором 5, трубопровод 9 для соединения полости вакуум-кристаллизатора с полостью переливного устройства, штуцер 10 для подвода исходного раствора, штуцер 11 для отвода вторичного пара, штуцер 12 для отвода осветленного маточного раствора, штуцер 13 для отвода суспензии на переработку, штуцер Н.-для подвода промывочной жидкости.

Внутри корпуса 1 предусмотрены коллектор 15 с форсунками 16 для орошения стенок корпуса конденсатом и кольцевая коническая обечайка 17, расположенная концентрично конусной части корпуса, при этом в верхней части соединенная с корпусом 1, образуя отстойную камеру для отвода осветленного маточного раствора. Водяной затвор 5 снабжен штуцером 18 для соединения с атмосферой. В верхнем и нижнем торце циркуляционной трубы 2 предусмотрены сопла 19 20 для создания скорости истечеия струи раствора из циркуляционной трубы. Штуцер 21 предназначен для соединения испарителя с вакуум- системой.

Для создания замкнутого контура Циркуляции раствора внутри кристаллизатора поршень 3 (фиг.З и ) может быть выполнен с переточными отверстиями 22 и дисковой заслонкой 23, установленной на штоке поршня 3 закрывающей отверстия 22 при движении поршня вверх (фиг.З) и открываюи ей переточные отверстия при движении поршня 3 (фиг,) вниз.

Вакуум-кристаллизатор работает следущим образом.

Горячий насыщенный раствор через штуцер 10 подается в корпус 1 до перелива его через переливное устройство , затем включается привод 6, .который совершает возвратно-поступательное движение поршня 3 помещенного внутри циркуляционной трубы 2, при этом испаритель находится под разрежением, В процессе возвратнопоступательного движения поршня 3 раствор, находящийся в корпус, совершает В( звратно-поступательное движение или фиг,3 и k пульсирующее в одном направлении по замкнутому контуру медленно охлаждаясь до заданной температуры. При этом происходит зарождение и рост кристал-. лов во всем объеме кристаллизатора.

После появления твердой фазы в растворе кристаллизатор переводится на непрерывный режим работы. Для этого включается подача исходного горячего раствора. Одновременно включается в работу переливное устройство i и штуцер 12 для отвода осветленного маточного раствора,

В процессе работы кристаллизатора количество подводимого горячего концентрированного раствора равно сумме отводимой суспензии и осветленного маточного раствора, чем обеспечивается постоянный уровень раствора в испарителе.

Работа кристаллизатора сопровождается кипением раствора в испарителе и ростом кристаллов за счет снятия пересыщения. При этом на стенки испарителя летят брызги раствора, которые способствуют быстрой инкрустации стенок испарителя. Для предотвращения инкрустации периоди-. чески включаются форсунки 1б, которые разбрызгивают конденсат на стенки испарителя, смывая инкрустацию,

0

В процессе кипения раствора образуется вторичный пар, который через штуцер 11 отводится на конденсацию, а после конденсации в виде жидкой фазы подводится через штуцер 4 и

5 коллектор 15 к форсункам 16 для орошения стенок испарителя.

Предлагаемая конструкция вакуумкристаллизатора позволяет получить I более качественный продукт за счет того, что в ней отсутствует механическое измельчение кристаллов и. сам процесс снятия пересыщения происходит медленно, в результате чего

5 в основном пересьичение снижается кристаллами, находящимися в растворе при минимальном образовании новых центров кристаллизации.

При работе на растворах с малой . вязкое, гью можно рекомендовать конструкцию поршня, показанную на фиг,2/ создающую пульсирующее, перемешивание раствора во всем объеме кристаллизатора за счет создания возвратно-поступательного движения раствора в циркуляционной трубе, который выбрасывается в корпус кристаллизатора через верхнее и нижнее сопла. В том случае,; когда раствор вязкий и обладает большой инерционностью, для улучшения его перемешивания во всем объеме кристаллизатора можно рекомендовать конструкцию поршня с переточны5 ми отверстиями в поршне, как показано на фиг,3 и f, позволяющую создавать однонаправленное движение раствора по замкнутому контуру внутри корпуса кристаллизатора.

//

J

19

/7777

фиг.З

ВАКУУМ-КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий корпус, испаритель, центральную циркуляционную трубу, устройст-во для циркуляции суспензии, расположенное внутри трубы и снабженное приводом, коллектор с форсунками расположенный в верхней части корпуса, переливное устройство, гидравлический Зствор, штуцеры для подвода исходного раствора,, отвода суспензии и вторичного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и повышения качества . продукта, устройство для циркуляции выполнено в виде поршня, имеющего .отверстия и снабженного установленной над ним на его штоке дисковой заслонкой. .