Многоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка Советский патент 1990 года по МПК B01D9/02 

уГг 1., fwC

. .чттдгг.

(Л

тур циркуляции маточного раствора с циркуляционным насосом 6,соединемным всасывающей линией 7 с ОК 6, а нагнетательной - с нижней частью К. Переточные трубы 10 для суспензии снабжены струйными насосами 11, сое- днненнь ми с нагнетательной линией циркуляционного насоса 6. Каждый К снабжен сосудом 15 и соединенным с ОК А вертикальным стояком 20 с переливным штуцером 21, Стояк 20 выполнен с возможностью вертикального перемещения н установки штуцера 21 и

высоте лЬ (0,6-1,2)0 от верхнего торца центральной трубы 2, где Б - диаметр центральной трубы 2. Исходный раствор подается черва штуцер 28 Передача маточного раствора иэ ступе- ИИ в ступень осуществляется иэ верх-| ней части ОК 4 .через стояк 20 самоте ком по пере точным трубам ТМ 9, а пе- редаиа суспензии - через сосуды 15, переточные трубы 10 и струйные насо- r-j 11. Готовый продукт выводится по трубам 10 последне го по ходу К. . 1 j,n, ф-лы, 5 ил.

Йзобретемие относится к хими- ческой промышленности и позволяет снизить энергозатраты и повысить на- дежность. Установка включает последб- вателъио соединенные переточными , трубами 10 и 9 соответственно для суспензии и маточного раствора, крий- таллизаторы (К) А, Б, В. Каждый К содержит центральную трубу 2, отстойную камеру (ОК) А и наружный коИ

Изобретение относится к многоступенчатым вакуум-кристаллизационным установкам, применяемым для получения различных кристаллических продуктов из растворов в крупнотоннажных производствах химической, металлургической промьпяленности, в проиэвод- стве удобрений н других отраслях.

Целью изобретения является сниже- ние энергозатрат и повыше.те эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена схема многоступенчатой вакуум-кристаллизационкой установки (трубы для раствора обозначены сплошными линиями, трубы для суспензии и паровоздушной смеси - пунктирными и пггрихпу 1ктирными линия- Ю4 соответственно); на фиг. 2 - сту- пень кристаллизации; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант конструктивного выполнения узла I на

фиг. 1; на фиг. 5 - узел II на фиг.1 I

Многоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка (см. фиг. 1) включает ступени Л, Б, В кристаллизации. Число ступеней кристаллизации может быть любым, но не менее двух, и определяется технико-зкономическим расчетом либо технологическими требованиями. Каждая ступень кристалши- зации выполнена в виде кристаллизатора, имеющего корпус 1, центральную трубу 2, внутреннюю цилиндроконичес- ,кую перегородку 3, которая образует в корпусе кристаллизатора отстойную камеру А. Кристаллизаторы каждой

ступени снабжены встроенным в центральную трубу 2 струйным насосом 5, создающим внутреннюю циркуляцию суспензии в корпусе 1. Вместо струйного

насоса для эт их целей может быть использован также осевой насос. Кристаллизаторы каждой ступени А, Б...В имеют также наружный контур циркуляции маточного раствора, содержащий

циркуляционный насос б, который соединен всасывающей линией 7 с отстойной камерой 4, а нагнетательной линией 8 - с нижней частью корпуса 1 кристаллизаторов. Каждая ступень А,

Б, В кристаллизации подсоединена од- . на к другой отдельными переточными трубами 9 и 10 для раздельной подачи соответственно осветленного маточного раствора и суспензии. Переточные

трубы 10 для суспензии снабжены

струйными насосами 11 (на фиг. 1 этот участок переточных труб условно изображен укрупненным), соединенными при помощи трубопроводов 12 с нагнетательными линиями 8 циркуляционных на- сосов 6 последующих ступеней. Так, . переточная труСа 10, по которой осуществляется подача суспензии из корпуса 1 ступени А кристаллизации в кор- пус 1 ступени Б кристаллизации, со- ;держит струйный насос 11, соединенный при помощи трубопровода-12 с нагнетательной линией Я циркуляционного насоса 6 ступени Б кристаллизации. В

5 свою очередь переточная труба 10, по . которой осуществляется подача сусленэии иэ корпуса 1 ступени В кристаллизации и корпус 1 ступени В кристаллизации, содержит струйный насос t1, соединенный трубопроводом 12 с нагие тательной линией 8 циркуляционного насоса 6 ступени В кристаллизации, и т.д. СтруйнъА насос 11 имеет коническую насадку 13, которая размещена соосно с переточной трубой 10 и обращена меньшим основанием Ц в Сторону движения суспензии (направление движения суспензии показано стрелкой), т.е. в сторону, последумшей ступени кристаллизации. Переточкые трубы 10 для суспензии соединены с сосудами 15, которые при ппмощи трубопроводов 16 соединены с нижней час- тью отстойных камер А. Сосуды 15 снабжены переливными патрубками 17, верхние кромки которых расположены на 100-300 мм вьшзе верхнего торца 18 центральной трубы 2. Переливные патрубки 17 снабжены запорно-регулкру- ющими устройствами 19. Суспензия продукционных кристаллов выводится из последней ступени В кристаллизации по трубе 10.

Каждая ступень А, Б...В кристаллизации снабжена вертнкалы1ым стоя- ком 20, который соединен с верхней частью отстойной камеры А (зона осветленного маточного раствора). Стояки 20 содержат боковые перелипные штуцеры 21 , которые размещены на высоте ьЬ от верхних торцов 18 центральных труб 2. Высота располот.ения бокопого переливного штуигра 2 определяет оптимальный рабочий урове нь в кристаллизаторе каждой ступени, который зависит от концентрации крис та-ллов в циркулирующей суспензии, а также физико-химических свойств раствора, и подбирается эмпирически в процессе пусконаладочных работ. Высота размещения боковых переливных штуцеров 21 определяется соотношением i,h (0,6-1,2)0, где D - диаметр центральных труб 2. Вертикальные стояки 20 и боковые переливные штуцеры 21, выполнены с возмож-ностью пе- рсмвЕеиия по вертикали. Вертикальныь стояки 20 и боковые переливные штуцеры 21 содержат аниевые разъемы 22,,в которые могут вставляться сменные патрубки 23 необходимой длины. Боковые переливные штуцеры 21 ступеней Л, Б, В кристаллизации соединены переточными трубами 9 для освет-

5

O

5

0

5

0

5

0

5

леиного маточного расто ря с всясы- обюшими лииияии 7 циркуляционных нл- сосоо 6 последующих ступеней крис- ТАЛлизации. Боковой переливной штуцер 21 посЪедней ступеии кристалпизй- ции В соединен с трубой 9, по кото ; рой выводится из устаиовки осветленный маточный раствор.

Вертикальные стойки 20 и сосуды 15 кристаллизаторов каждой ступеии А, Б...В соединены трубопроводами 2 и 25 с- сепараторами 26. Па верхней части сепараторов 26 имеются щтуцеры 27 для отвода вторичного па- .ра. Ступень А кристаллизации имеет размещенный на всасынаюп1ей лИнии 7 циркуляционного насоса 6 шт уцер 28 для подачи исходного горячего раствора.

Многоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка подготавливается к пуску и работает следующим

образом.

-

Все ступени А, Б...В наполняют исходным горячим раствором или охлажденной суспензией до необходимого уровня. Затем включают шфкуляцио н- мые насосы 6 для создания циркуляции рдствора, а также системы конденса- Щ1И (на схеме не показаны) вторичного пара и создания разрежения в ступенях Л, Б, В кристаллизации. При достижении необходимого разрежения в сепараторах 26, которое устанавливают изменяющимся от ступени А к ступени В с минимальным значением в ступени А и максимальным в последней ступени В, начинают непрерывно подавать исходный горячий раствор через штуцер 28 при закрытых запорно-регу- лирующих устройствах 19 на сосудах 15. Передача раствора из ступени в ступень осуществляется из верхней части отстойных камер 4, где находится осветленный маточньш ргствор., по стоякам 20 и через боковые пе реливные штуцеры 21 самотеком по переточиым трубам 9 во всасывающие линтш 7 каж- :дой последующей ступени кристаллизации. Путем перемешения по вертикали стояков 20 и боковых nepej.явных штуцеров 21 (например, подбором необходимой длины сменных патрубков 23) подбирают оптимальный рабочий уро.- вень в каждой ступени кристаллнза- ЦД1И. Перегретый раствор, подаваемый насосамп 6 в нижнюю часть корпусов 1, смешивается в центральных трубах 2 с

10

pacTDOpoM, циркулнруюшнм e каждом корпусе ). Смесь аа счет перегрева вскипает 0 сепараторах 26 на выходе иэ иёнтральньт труб 2, ceMOHcnapR- 5 ясь с обраэованием пересыщения. Вто- ричныД пар, получаемый при самонспа- рении раствора, удаляется через штуцеры 27, а Н9 пересыщенного раствора .происходят образование и рост кристаллов. Такой режим работы многоступенчатого вакуум-кристаллизатора поддерщивлется до накопления в циркулирующей суспеиэии каждой ступени А| Б...В заданной, концентрации кристаллов, необходимой для получения крупнокристаллического продукта и устранения образования инкрустаций. После накопления в корпусах 1 необходимой массы кристаллов на сосудах 15 открывают запорно-регулируюшле, устройства 19 и устанавливают от1тИ- мальный переток суспензин из кристаллизатора ступени А к кристаллизатору

n7 J9h96

1«4Х труб 2 Н них ПрОДОЛПЙСТ)) ИИ15

20

тенсивная циркуляция суспензии, кото рая исключает возможность инкруста ций на внутренних поверхностях корпусов 1 кристаллизаторов, центральных трубах 2, цилиндроконических перегородках Э и в наружных контурах циркуляции маточного раствора. В этот период переточные трубы ,9 для осветленного маточного раствора также самоочнцаются, поскольку они соединены с всасывающими линияхи 7 циркуляционных насосов 6, работающих под более глубоким вакуумом и как бы подсасываюо1их раствор из переточных труб,9, соединяющих соседние ступени Что касается переточных труб 10 для суспензии, то они постоянно промьгаа- ются Циркулирующим раствором, поступающим от нагнетательных линий В цнр куляцнонных насосов 6.

Использование многоступенчатой ва 1 уум-крксталлизационной установки с

Использование многоступенчатой в 1 уум-крксталлизационной установки с

последней ступени В. Переток суспен-. 35 даркулирующей суспензией позволяет

35

40

зии от ступени А к ступени вывод суспензии гфо дукциониых кристаллов иэ ступени В происходят по трубопроводам 16 через сосуды 15 и переточйые трубы 10. Снабжение каждой ступени Q кристаллизации вертикальными стояками, соединен ными с отстойными камерами 4 и всасывающими линиями 7 циркуляционных насосов 6 последующих ступеней кристаллизации, позволяет обеспечить постоянный переток осветленного маточного раствора и сохранять оптимальный рабочий уровень циркулирующей суспензии в кристаллизаторах ступеней А, Б...В. В переточные трубы 10 постоянно подается с большой скоростью струя осветленного маточного раствора, которая является дополнительным побудителем движения суспензии и постоянно промьшает пере- точныс трубы 10, исключая забивку их кристаллами.

В случае аварийного прекращения подачи питания через штуцер 28 пре- рйашается поступление исходного перегретого раствора во всасьпзаюпо ю линию 7 циркуляш1ониого насоса 6, постепенно уровень раствора в кристаллизаторах ступеней А, Б...В понижается до отметки, определяемой положением переливных патрубков 17, в сосудах 15, т.е. кристалл)1эаторы ступеней А, Б...В остаются заволнеиными суспензией вьш1е рерхкего торца 18 централь45

50

55

снизить энергетические- затраты при работе аппарата за. счет ликвидации насосов для перекачки между ступеня ми суспензии и осветленного маточного раствора, упростить схему обвязки и регулирования кристаллизйто ра, повысить надежность эксплуатаци аппарата,

Формула изобретени

тенсивная циркуляция суспензии, которая исключает возможность инкруста ций на внутренних поверхностях корпусов 1 кристаллизаторов, центральных трубах 2, цилиндроконических перегородках Э и в наружных контурах циркуляции маточного раствора. В этот период переточные трубы ,9 для осветленного маточного раствора также самоочнцаются, поскольку они соединены с всасывающими линияхи 7 циркуляционных насосов 6, работающих под более глубоким вакуумом и как бы подсасываюо1их раствор из переточных труб,9, соединяющих соседние ступени. Что касается переточных труб 10 для суспензии, то они постоянно промьгаа- ются Циркулирующим раствором, поступающим от нагнетательных линий В цнр- куляцнонных насосов 6.

Использование многоступенчатой ва- 1 уум-крксталлизационной установки с

даркулирующей суспензией позволяет

5

0

Q

5

0

5

снизить энергетические- затраты при работе аппарата за. счет ликвидации насосов для перекачки между ступенями суспензии и осветленного маточного раствора, упростить схему обвязки и регулирования кристаллизйто- ., ра, повысить надежность эксплуатации аппарата,

Формула изобретения

Фам.г

с воэможиостыр вертикального плреме- щенич, при этом переливной штуцер уг- танов лен на высоте & h от верхнего торца иеитральноП трубы, определяемой соотношением &h (0,6-1,2)0, где D- диаметр центральной трубы.

1{ввриам1п)

к

IS

tt

Фил9