Способ регулирования процесса кристаллизации в циркуляционном кристаллизаторе Советский патент 1988 года по МПК B01D9/02 

Изобретение откосится к регулированию процесса в химической технологии, а именно к непрерывной крис- таллизации из растворов.

Цель изобретения - повьшение производительности кристаллизатора по крупнокристаллическо1чу продукту однородного гранулометрического состава «

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа регулирования процесса кристаллизации

Устройство содержит корпус 1 кристаллизатора с циркуляционной тру бой 25 насосом 3, штуцерами 4-6 для ввода исходного раствора;, вывода суспензии и вторичного пара,датчик 7 расхода исходного раствора., датчик 8 концентрации исходного раствора датчики 9 и 10 расхода и температуры циркулирующей суспензии да1 чики 1 1 и 12 расхода и плотности выводимой суспензиНд регулятор 13 с регулирующим органом 14 расхода исходного раствора;, peгyлиpye ый привод 15 насоса -3. блохе 15 вычисления управляю- ш,их воздействий и корректирующие регуляторы 17 и 18„

Способ ос лщестзляется следующим ббразом.

Исхо,17;кый раствор поступает через штуцер 4 в корпус 1 кристаллизатора н смеши. с циркулирующей в нем суспензией.. Маточный растрор обра- зевавшейся смеси приобретает начальное пересыщение,. Смесь исходного раствора и циркулир п щей суспензии вверх по циркуляционной гру бе 25 охлаждается за счет самоиспа™ рения части растворителя под вакуумо и приобретает дополнительное пересы- щенивэ которое., обуславливает выделение на кристаллах циркулир чоп;ей суспензия избыточного количества крис- тгшлетеского вещества,, выводимого и:з кристаллизатора в виде суспензии щэодукционных кристаллов через штуцер .5 о Вторичный пар выводится через 6 в вакуз т 1ну о кондексацион- н:ло систему-,

Расход исходного раствора, измеря- е . датч -1ком 7 и стабилизкруетс.я р{5гулятором 13 путем воздействия на р.гулирующий орган 14 Стабилизация расхода цирку-ттирующей суспензии осуществляется с помощью регулируемог щжвода 15 (например,; п-гоисторного электропривода) путем стабягшзации

частоты вращения рабочего колеса на- сосй 3, Сигналы, пропорциональные концентрации (или эквивалентному ей значению плотности) исходного раствора, расходам исходного раствора и пиркулирукщей суспензии температуре их смеси, расход,у и плотности водимой суспензии, поступают соответственно от датчиков 8, 7 9-12 в блок 16 вычисления управлякнцих воздействий (например, микропроцессор) в котором реализуется следующее соотношение ;

Я

JLiA /с Л-Л iQcM

Г CnQn - (PC

L (,-ITQ;

Qcr. J

f /

или для циркуляционного кристаллизатора с избыточным содержанием кристаллов в циркулиру ощей суспензии,, образующимся за счет раздельного вывода сгущенной суспензии и маточного раствора (или с псевдоозки- женньпч слоем) :

i:S-zMCt QiL - (Я -РН ) А Qcl

(Ят-Я)с

JLJL - QnPn

Л--Ри

-} f(tcH)

SCM

пересыщение раствора в смеси исходного раствора и циркулирлнощей суспен зии, концентрация исходного

раствора кг/

q

см

см

м-,

расходы исходного раствора и цргркулир;утоп: ей суспензии,, температура смеси исходного раствора и циркулирующей суспензиИз С 5 расход ВЫВОДИ1-ЮЙ суспекзим„

м /ч:

ПЛОТНОСТЬ выводимой суспензии, . расход выводШ ого маточного раствора,

31428

концен-трация кристаллизуемого вещества в насыщенном растворе (равновесная) в зависимости от температуры раствора, кг/;

.

Д Р R - плотности исходного раст- вора маточнЪго раствора выводимого из кристаллизатора, и кристаллов со- ответственно, кг/м „

Выходной сигнал блока 16 (пересыщение S(;ju| ) поступает на корректирующие регуляторы 17 и 18, которые в зависимости от величины отклонения выходного сигнала вычислительного устройства от заданного значения величины.соотношения измеряемых параметров (пересыщение S) отрабатывают командные сигналы, поступаюигие в блоки задания регулятора 13 расхода исходного раствора и регулируе- мого привода 15. При SCM S, расход исходного раствора уменьшается, а циркулирующей суспензии - увели- чквается, и наоборот. Таким образом, величина пересыщения кристаллизуемого раствора, определяющая характер соотношения процессов образования и роста кристаллов, поддерживается на оптимальном значении, при котором достигается максимальная производительность кристаллизатора по крупнокристаллическому продукту однородного гранулометрического состава. Это объясняется тем, что при низком значении SCM рабочей объем кристаллизатора используется неэффективно и производительность последнего по кристаллическому продукту резко сни- жается, а при высоком значении SCM, процесс кристаллизации.в основном идет за счет образования мелких кристаллов, существенно снижающих качество кристаллического продукта к про- изводительность кристаллизатора по крупнокристаллическому продукту.

Приведенные функции, вьтолняемые блоком 15 и корректирующими регуляторами 17 и 18, могут быть реализованы в одном микропроцессоре.

Реализация предлагаемого способа регулирования процесса кристаллизации в циркуляционном кристаллизаторе со струйным (жидкостным) клк газлифтным насосом осуществляется путем подачи командного сигнала корректирующего регулятора 18 в блок

fo

5 20 25 30 ,c Q

0

5

.4 О 64

задания регулятора расхода жидкости в струйный насос или регулятора рас хода газа в газлифтный насос.

Одновременное корректирование стабилизированных значений расходов исходного раствора и циркулиругадей суспензии по отклонению величины соотношения указанных параметров от заданного значения обосновывается тем, что при заданном значении температуры процесса кристаллизации именно соотношение расходов исходного раствора и циркулирующей суспензии поступающих в зону смешения кристаллизатора, определяет величину начального пересьш ения кристаллизуемого раствора, а следовательно, и производительность кристаллизатора по крупнокристаллическому продукту однородно™ го гранулометрического состава,

Формула изобретения

1.Способ регулирования процесса кристаллизации в циркуляционном кристаллизаторе путем изменения расходов исходного раствора и циркулирующей суспензии в зависимости от .соотношения величины расхода и плотности выводимой суспензии, отличающийся тем, что, с целью noBbmie- ния производительности кристаллизатора, дополнительно измеряют концент рацию исходного раствора, расход и температуру циркулирующей суспензии,

а расход исходного раствора и цир- кулир тощей суспензии изменяют в зависимости от отклонения от заданного значения соотношения параметров концентрации исходного раствора, расходов исходного раствора и циркулирующей суспензии, температзфы циркулирующей суспензии, расхода и п лот- ности выводимой суспензии.

2.Способ ,по Пг 1, отличающийся .теМ} что в щ-фкуляционном кристаллизаторе с избыточным содержанием кристаллов в циркулирующей суспензии в соотношение параметров дополнительно вводят значение расхода выводимого маточного раствора,

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что в циркуляционном кристаллизаторе с подводом . теплоносителя к циркулирующей суспензии дополнительно изменяют расход теплоносителя.

Вторцциый

Изобретение относится к области регулирования процессов химической технологии, а именно процессов непрерывной кристаллизации из растворов. Цель изобретения оптимизация процесса за счет повьппения производительности кристаллизатора по крупнокристаллическому продукту однородного гранулометрическогд состава. Расход исходного раствора измеряется датчиком и стабилизируется регулято- ром путём воздействия на регулирующий орган. Стабилизация расхода циркулирующей суспензии осуществляется регулируемым приводом путем стабилизации частоты вращения рабочего колеса насоса. Сигналы, пропорциональные концентрации исходногЪ раствора, расходам исходного раствора и циркулирующей суспензии, температуре их смеси, расходу и плотности выводимой -суспензии, поступают соответственно от датчиков в вычислительное устройство, в котором реализуется соотношение, полученное путем ; совместного решения систем уравнений материального баланса кристаллизатора и зоны смешения исходного раствора с циркулирующей суспензией. Выходной сигнал вычислительного устройства - пepecьш eниe смеси поступает на корректирующие регуляторы, которые в зависимости от отклонения выходного сигнала устройства от заданного значения величины соотношения отрабатывают командные сигналы, поступающие в блоки задания регулятора расхода исходного раствора и регулируемого привода. Стабилизация пересыщения кристаллизуемого раствора обеспечивает оптимизацию процессов образования и роста кристаллов. . 2 з.п. ф-лы, 1 ил. У5