КРИСТАЛЛИЗАТОР Советский патент 1996 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится к химической, пищевой, металлургической и другим отраслям промышленности, а именно к области выпарного и кристаллизационного оборудования для указанных отраслей. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при переработке кристаллизующихся растворов в производстве каустической соды при упарке электролитических щелоков, при проработке полиминеральных руд с упаркой и кристаллизацией хлормагниевых растворов, в производстве диаммонийфосфата при переработке аммонизированных растворов.

Цель изобретения предотвращение инкрустации внутренних поверхностей аппарата и повышение крупности кристаллов путем поддержания в циркулирующей суспензии оптимальной концентрации твердой фазы.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, общий вид; на фиг.2 выпарной кристаллизатор, общий вид.

Кристаллизатор состоит из сепаратора 1 с подъемной трубой 2, циркуляционного насоса 3, опускной 4 и напорной 5 труб, образующих циркуляционный контур, емкости 6, соединенной трубопроводом 7 с опускной трубой 4 циркуляционного контура. Диаметр емкости 6 выбирается, исходя из условия осаждения частиц твердой фазы заданного размера. Кристаллизатор содержит штуцер 8 для подачи исходного раствора, штуцер 9 отвода осветленного раствора и штуцер 10 отвода продукционной суспензии. Нижнее коническое днище 11 емкости 6 соединено трубопроводом 12 с напорной трубой 5 циркуляционного контура. В емкость 6 встроена труба 13, нижний конец которой подсоединен к штуцеру 9, свободный конец 14 расположен в верхней части емкости 6 соосно ей. Для выравнивания давлений в емкости 6 и в сепараторе 1 они соединены трубой 15. На штуцере 10 отбора продукционной суспензии установлен регулирующей орган с исполнительным механизмом 16, который регулирует отвод суспензии при помощи измерительного прибора 17 и регулятора 18. В случае выполнения кристаллизатора в виде выпарного аппарата, он комплектуется греющей камерой 19.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Суспензия в аппарате циркулирует по замкнутому контуру, включающему сепаратор 1, трубы 4 и 5, подъемную трубу 2 и циркуляционный насос 3. Циркуляционный насос 3 подает суспензию по напорной трубе 5, в которую через штуцер 8 подают исходный раствор, имеющий более высокую температуру, чем температура циркулирующей суспензии. При смешении температура суспензии повышается, и перегретая суспензия по подъемной трубе 2 поступает в сепаратор 1 под уровень растворами. В сепараторе 1 происходит вскипание раствора, его температура понижается, и в растворе возникает пересыщение по кристаллизующемуся компоненту. Благодаря оптимальной концентрации твердой фазы в циркулирующей суспензии снятие пересыщения раствора и выделение кристаллизующейся соли происходят преимущественно за счет роста имеющихся кристаллов при минимальном образовании новых центров кристаллизации. При этом получается крупнокристаллический продукт. В связи с тем, что процесс снятия пересыщения происходит в объеме раствора в сепараторе 1, внутренние поверхности кристаллизатора омываются непересыщенным раствором и образования инкрустации на них не происходит.

Из напорной трубы 5 часть циркулирующей суспензии по трубе 12 подается в нижнее коническое днище 11 емкости 6. Скорость суспензии в коническом днище 11 по мере движения ее снизу вверх снижается, вместе с тем происходит уплотнение суспензии, так как скорость восходящего потока раствора ниже скорости осаждения частиц заданного размера, составляющих около 95% от общего количества твердой фазы. Осветленный раствор с частицами, размер которых меньше заданного, сливается через свободный конец 14 трубы 13 и выводится из емкости 6 через штуцер 9. Степень уплотнения суспензии в емкости 6 зависит от диаметра цилиндрической части емкости и диаметров трубопроводов 7 и 12.

Соединение трубопроводом 12 нижнего конического днища 11 емкости 6 с напорной трубой 5 позволяет избежать переуплотнения суспензии в емкости 6 и тем самым исключить забивку отстойной зоны емкости 6 и коммуникаций.

Уплотненная суспензия из емкости 6 по трубопроводу 7 поступает в опускную трубу 4. Вследствие отдельного отвода осветленного раствора из аппарата содержание твердой фазы в циркулирующей суспензии возрастает. Для обеспечения оптимальной концентрации твердой фазы, равной 20-60% производится отвод продукционной суспензии через штуцер 10. Регулирование оптимальной концентрации осуществляется изменением расхода продукционной суспензии с помощью регулирующего органа 16, измерительного прибора 17 и регулятора 18.

Предлагаемый кристаллизатор в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами:
Обеспечивает накопление твердой фазы в циркулирующей суспензии до концентрации, равной 60 маc. а также стабильное поддержание этой концентрации в аппарате. Благодаря этому предотвращается инкрустация солью внутренних поверхностей аппарата и повышается крупность кристаллов.

Увеличивается продолжительность межпромывочного периода работы аппарата и сокращается количество промывных вод, так как исключена забивка трубопроводов при высокой концентрации твердой фазы в суспензии. В результате повышается надежность работы аппарата и увеличивается его производительность.

Упрощается процесс регулирования оптимальной концентрации твердой фазы в аппарате вследствие использования одного регулирующего органа вместо двух, как в прототипе.

Изобретение относится к области химической технологии и позволяет предотвратить инкрустацию внутренних поверхностей кристаллизатора и повысить крупность кристаллов. Кристаллизатор содержит сепаратор 1, циркуляционный насос 3, опускную (ОТ) 4 и напорную (НТ) 5 трубы, образующие циркуляционный контур, емкость 6 с коническим днищем 11, соединенную трубопроводом 7 с ОТ 4 и трубопроводом 12 с НТ 5. Суспензия в кристаллизаторе движется по циркуляционному контуру. Из НТ 5 часть циркулирующей суспензии по трубопроводу 12 подается в коническое днище 11 емкости 6, где происходит уплотнение суспензии, которая по трубопроводу 7 поступает в ОТ 4. Осветленный раствор сливается через свободный конец 14 трубы 13 и выводится из емкости 6 через шту- цер 9. Предлагаемый кристаллизатор обеспечивает стабильную концентрацию твердой фазы в циркулирующей суспензии, увеличивает продолжительность межпромывочного периода и надежность работы аппарата. 2 ил.

1. Кристаллизатор, содержащий сепаратор с подъемной трубой, циркуляционный насос, опускную и напорную трубы, образующие циркуляционный контур, емкость с коническим днищем, соединенную трубопроводом с опускной трубой, штуцера для подачи исходного раствора, отвода осветленного раствора и продукционной суспензии, отличающийся тем, что, с целью предотвращения инкрустации внутренних поверхностей и повышения крупности кристаллов за счет поддержания в циркулирующей суспензии оптимальной концентрации твердой фазы, он снабжен трубопроводом, соединяющим коническое днище емкости с напорной трубой циркуляционного контура, при этом штуцер отвода осветленного раствора размещен на емкости. 2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен трубой, нижний конец которой соединен со штуцером отвода осветленного раствора, а свободный конец размещен в верхней части емкости соосно ей.