Кристаллизатор Советский патент 1987 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится к оборудова- 1шю химико-технологических производ- сгшенных установок и может быть использовано как аппарат, в котором образуется дисперсная фаза - твердые частицыо

Цель изобретения - интенсифика- пдя тепломассообмена за счет создания направленного движения суспензии и предотвращение дробления сформировавшихся кристаллов.

На чертеже изображен кристаллизатор, разрез о

Кристаллизатор включает корпус 1 с рубашкой 2, цилицдр 3 с рубашкой Цилиндр 3 с рубашкой размеш;ен соос- но корпусу 1 и имеет св.ободньй проход как по нижнему своему основанию, так и по верхнему. Подвижной частью аппарата является мешалка, которая, состоит из верхнего покровного кольца АЗ закрепленного на валу 5 Кольцо 4 имеет уплотнение 6, Снизу к кольцу 4 радиально прикреплены лопатки 7, нижнее основание которых замыкает гшжнее похсровное кольцо 8, Длина лопаток меньше радиуса кольца 4 и с внешней стороны ограничивается его наружным диаметром, а с внутренней совпадает с диаметром наименьшей цилиндрической перегородки 9,

Перегородки 9 крепятся к кольцу 8 своим верхним основанием, а нижнее основание образует с корпусом 1 кольцевой зазор о Перегородки 9 расположены так, что они чередуются с цилиндром 3, образуя лабиринт. По оси корпуса размещена обечайка 10 с перфорированными cтeнкa и и дном Своим верхним основанием она крепится к кольцу 4 соосно с валом 5« Корпус 1 снабжен штуцерами для подвода 11 и отвода 12 теплоносителя, штуцерами

10

16

20

в рубашку 2 и штуцеров 13 и 14 в РЗ башку цилиндра 3 подводится и от водится теплоноситель. Через штуце 15 подагот исходный раствор. Он пос тупает в пространство между перего кой 9 и корпусом 1 аппарата и дале проходит по лабиринту, образованно му подвижными перегородкаг ш 9 и ци линдром 3j осуществляя тем самым направленное прямоточное движение (модель идеального вытеснения)о

Перегородки 9 передают вращател ное движение материальному поток создавая условия.для идеального п ремещения по горизонтали, .Таким об разом материальньш поток перемешивается по лабиринту из одного пром жутка между вращающейся перегородк 9 и цилиндрами 3 в другой. При пе ходе через нижнее основание вращаю щейся перегородки 9 из одного промежутка в другой материальный пото попадает в зону, где за счет расщи

25 НИН и незначительного влияния на м су торца вращающейся обечайки обра ется спокойное течение, что привод к оседанию образовавшейся к зтому времени дисперсной фазы, которая,

30 проходя кольцевые зазоры между пер городкой 9 и корпусом 1;, поступает штуцеру 16, причем оседают только крупные сформировавшиеся кристалпы а мелкие, продолжая расти, переход

тг в следуюшдй промежуток между перег родками 9.

Пройдя последнюю перегородку 9, материальный поток, отфильтровыва- ясь сквозь перфорированную стенку

4Q обечайки 10, через отверстие в кол це 4 идет на выход из аппарата по штуцеру 17. При вращении мешалки лопатки 7, ограниченные сверху и C зу плоскостями, играют роль центро

для подвода 13 и отвода 14 теплонрси- 45 бежногр нагнетателя. Центробежные

теля в рубашку цилиндра 3, штуцером 15 подвода исходного раствора, патрубком 16 отвода готового продукта и патрз бком 17 отвода осветленного раствора.

Кристаллизатор работает следующим образом

Пocpeдcтвo 5 привода через вал 5 кольцу 4 с уплотнеьжем 6 и закреплен - ными на нем лопатками 7 кольцом 8, перегородками 9 и перфорированной обеч5айкой Ш сообп.;ается вращательное движение о Для осуществления теплообмена посредством штуцеров 1 и 12

силы, вызванные лопатками 7, из центральной части аппарата отбрас вают материальнь й поток к перифери в пространство между корпусом 1 и

gg перегородкой 9, тем самым организу рециркуляционный поток, несущий в бе мелкие кристаллы дисперсной фазы. Это способствует улучшению теп ломассообмена за счет увеличения

55 турбулентности потока, увеличивает скорость кристаллообразования и величину кристаллов за счет внесен зародып ей (мелких кристаллов) в св жую струю материального потокао У

в рубашку 2 и штуцеров 13 и 14 в РЗ башку цилиндра 3 подводится и отводится теплоноситель. Через штуцер 15 подагот исходный раствор. Он поступает в пространство между перегородкой 9 и корпусом 1 аппарата и далее проходит по лабиринту, образованному подвижными перегородкаг ш 9 и цилиндром 3j осуществляя тем самым направленное прямоточное движение (модель идеального вытеснения)о

Перегородки 9 передают вращательное движение материальному потоку, создавая условия.для идеального перемещения по горизонтали, .Таким образом материальньш поток перемешивается по лабиринту из одного промежутка между вращающейся перегородкой 9 и цилиндрами 3 в другой. При переходе через нижнее основание вращающейся перегородки 9 из одного промежутка в другой материальный поток попадает в зону, где за счет расщире

НИН и незначительного влияния на массу торца вращающейся обечайки образуется спокойное течение, что приводит к оседанию образовавшейся к зтому времени дисперсной фазы, которая,

проходя кольцевые зазоры между перегородкой 9 и корпусом 1;, поступает к штуцеру 16, причем оседают только крупные сформировавшиеся кристалпы, а мелкие, продолжая расти, переходят

в следуюшдй промежуток между перегородками 9.

Пройдя последнюю перегородку 9, материальный поток, отфильтровыва- ясь сквозь перфорированную стенку

обечайки 10, через отверстие в кольце 4 идет на выход из аппарата по штуцеру 17. При вращении мешалки лопатки 7, ограниченные сверху и CHIS- зу плоскостями, играют роль центросилы, вызванные лопатками 7, из центральной части аппарата отбрасывают материальнь й поток к периферии в пространство между корпусом 1 и

gg перегородкой 9, тем самым организуя рециркуляционный поток, несущий в себе мелкие кристаллы дисперсной фазы. Это способствует улучшению тепломассообмена за счет увеличения

55 турбулентности потока, увеличивает скорость кристаллообразования и величину кристаллов за счет внесения зародып ей (мелких кристаллов) в свежую струю материального потокао Уп3 „ 1

лотнение 6 препятствует проходу пото ка непосредственно из пристеночного промежутка к выходному штуцеру 17.

Поскольку окружная скорость стенки подвижной перегородки 9 в много раз больше осевой составляющей скорости материального потока, входящий в аппарат поток сразу же переносится в горизонтальной плоскости по - всему кольцевому сечению, заключенному между подвижной перегородкой 9 и неподвижным цилиндром 3 или корпусом 1. Далее поток сплоо ным кольцевым фронтом движется в осевом направлении, В пространстве между подвижными перегородками 9 и неподвижным цилиндром 3 за счет быстрого вращения перегородок 9 образуются продольные вихревые струи, параллельные образующей обечаек. Диаметр этих струй близок к ширине пространства между элементами, и они интенсивно переносят поток от одной стенки к другой и обратно, . реализуется интенсивное перемешивание по ширине пространства между обечайками. Таким образом формируется в каясдом поперечном сечении пространства гомогенная смесь с постоянной по площади поперечного сечения температурой.

Перемещаясь Б осевом направлении между обечайками, поток образует поршневое течение, кольцевое в плане. Одновремешю вся масса жидкости вместе с образующимися в ней струями совершает вращательное движение, несколько отставая от стенки вращающейся перегородки 9, Поэтому во всем-промежутк е, исключая слой у стенки неподвижной обечайки, действуют инерционные силы, порожденные центробежным полем Вследствие действия центробежных сил образовавшие-Редактор П.Гереши

Составитель А.Сондор Техред М.Моргентал

Заказ 6174/9 Тираж 657Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раутс1дая н аб., д.4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4.

607584

ся в потоке твердые частицы перемещаются к неподвижной стенке, попадая в пограничный слой у этой стенки, под действием сил тяжести оседают, проходя через кольцевые зазоры к выходному штуцеру 16.

Таким образом в промежутках между подвижными и неподвиж1-1ыми обечайкамг

)Q обеспечивается поршневой режим движения жидкости (или режим вытеснения) вдоль оси аппарата с интенсивным перемепшванием по всему кольцевому сечению, что резко увеличивает ин15 тенсйвность тепломассообмена. Кроме того, появляются условия для отделения дисперсной фазы от потока носителя с обеспечением их раздельного выхода из аппаратао

20

Формула изобретения

Крио.таллизатор, содержащий корпус с рубашкой, мешалку, внутренний

цилиндр с рубашкой, штуцера для подвода и отвода теплоносителя и материальных потоков, отличающий- с .я тем, что с целью интенсификации тепломассообмена за счет создания

направленного движения суспензии

и предотвращения дробления сформировавшихся кристаллов, мешалка выполнена в виде радиальных лопаток, размещенных между верхним и нижним покровными кольцами, установленньп-я с возможностью вращения, при этом нижнее покровное коль:,о снабжерю коаксиальными вертикальными цилиндрическими перегородками, соосными корпусу, мажду которыми -размещен с зазором цилиндр с рубашкой., а верхнее покровное кольцо снабжено перфорированной цилиндрической обечайкой, соосной корпусу

Корректор Л.Пилипенко

Изобретение относитсл к химической технологии и позволяет интенсифицировать тепломассообмен и предотвратить дробление кристаллов. Кристаллизатор содержит корпус 1 с рубашкой, внутренний цилиндр 3 с рубашкой, мешалку, выполненную в виде радиальных лопаток 7, размещенных между верхним 4 и нижним 8 покровными кольцами перпендикулярно плоскости вращения. Нижнее покровное кольцо 8 снабжено коаксиальными вертикальными цилиндрическими перегородками 9, между которыми установлен с зазором цилиндр 2, верхнее покровное кольцо 4 снабжено перфорированной цилиндрической обечайкой 10, соосной с корпусом 1 о При прохождении исходного раствора в зазорах между корпусом , цилиндром 3 и перегородками 9 образуются кристаллы, которые удаляются через штуцер 16, а осветленньй раствор, пройдя перфорированную обечайку 10, выводится через штуцер 17, Приме- мененне аппарата позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена за счет создания направленного движения жидкости, 1 ил. г 7 6 Г5 Л1. 1 Я ум-У --Ч:: ЙШ П СО 05 О - ел 00