Сублиматор-десублиматор Советский патент 1990 года по МПК B01D7/00 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии для последовательного проведения процессов сублимации и десублимации для очистки ве- ществ от примесей.

Цель изобретения - интенсификация г(роцесса десублимации и получение гфодукта заданного гранулометрического состава.

Па фиг. 1 показан сублиматор-де- Сублиматор, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Сублиматор-десублиматор состоит из корпуса 1, образованного двумя цилиндрическими обечайками разного диаметра. К корпусу присоединена улитка 2,. имеющая патрубок 3 тангенциального ввода исходного продукта и выходной патрубок 4. По центральной оси (Сублиматора-десублиматора расположена телескопическая труба, состоящая из подвижной 5 и неподвижной 6 частей Па заглушенном конце подвижной части 5 телескопической трубы находятся всасываюиа1е патрубки 7. Осевое перемещение подвижной части 5 телескопической трубы осуществляется с помощью штока 8, имеющего резьбовое соедине- ние с дросселем 9. Последний имеет возможность осевого перемещения в сборнике 10, который соединен с фильтром-накопителем Т1, имеющим патрубки вывода .готового продукта 12 и отрабо- танного газа 13. В средней части корпус аппарата имеет бункер Т4 для сбора несублимированных примесей и патрубок 15 для их ввода. В верхней ча- сти корпус 1 имеет рубашку 16 с патрубками подвода 17 и вывода теплоносителя 18, а в нижней части - рубашк 19 с пагрубками ввода 20 и выпода 21 хладагента 21. Для подачи исходного

5

0

5

о Q 45

I

55

продукта в улитку 2 служит шнековый дозатор 22, который соединен с бункером 23 (фиг. 2). Подвижная часть 5 телескопической трубы закрыта заглушкой 24, к которой крепится шток 8. В местах крепления патрубков 7 к подвижной части 5 трубы в последней выполнены окна 25 для прохода дисперсного потока во внутреннюю полость трубы. Сублиматор-десублиматор работает следующим образом

Исходное вещество поступает в суб- лиматор-десублиматор совместно с пред - варительно нагретым газом через патрубок 3. Дисперсный поток закручивается в улитке .2 и разгоняется до скорости около 400 м/с. В результате эффекта Ранка происходит энергетическое разделение потока на горячий и , холодный (по сравнению с температурой входящего газа), а в приосевой зоне холодного потока образуется область пониженного давления. Кросталлы сублимируемого вещества отбрасываются к стенке аппарата и перемещаются в пристенном горячем потоке газа в зону сублимации. Температура газа и стенок в зоне сублимации выше температуры сублимации перерабатываемого продукта. Для создания необходимой температуры в зоне блимации в рубашку. 16 через патрубок 17 подается теплойоситель, которьй отводится через патрубок 18. Происходят интенсивный теплоо бмен твердой фазы с несущим потоком и нагретыми стенками аппарата, дробление частичек продукта о стенки и его сублимация .

Часть образовавшихся паров может попадать в приосевую область с пони- женными давлением и температурой. В результате происходит процесс десублимации, и образовавшиеся кристаллы

продукта удаляются совместно с холодным газовым потоком через патрубок 4.

Другая часть паров сублимированного вещества совместно с примесями движется в вихревом потоке газа в зону десублимации. Твердые примеси центробежной силой отбрасываются к стенке аппарата, попадают в бункер 14 и выводятся из аппарата через патрубок 15.

Зона десублимации охлазкдается ; хладагентом, циркулирующим в рубашке 19. При движении потока вдоль оси arf- парата уменьшаются окружные скорости, что снижает радиальный градиент статического давления, и вихревой поток от стенок распространяется к центру. Температура вихревого потока при этом убывает по радиусу в направлении оси сублиматора-десублиматора. Режим работы подбирается так, чтобы температура пристенных слоев газового потока в зоне десублимации бьша выше температуры начала десублимации паров вещества. Образование кристаллов вещества происходит в слоях газового потока, удаленных от стенки, температура которых соответствует температуре начала десублимации. Налипание полученных .кристаллов на стенке исключается из-за обтекания ее высокоскоростным потоком. Интенсивная турбулентная диффузия в высокоскоростном потоке способствует интенсификации процесса теплообмена меж;11;у холодными и горячими слоями газового потока, что увеличивает эффективность процесса десублимации.

Образовавшиеся кристаллы транспортируются газовым потоком в сборник 10, откуда вместе с потоком газа поступают в фильтр-накопитель 11 готового продукта. Мелкие кристаллы готового продукта оседают на фильтрующей ткани фильтра-накопителя 11, а окончательно очищенный от твердых частиц газ выходит через патрубок 13. Скопившийся в фильтре-накопителе 11 чистый продукт периодически подается через патрубок 12 вывода готового продукта на фасовку. , ;

Часть образовавшихся кристаллов- поадает во всасываюисиеся патрубки 7. еремещая вдоль оси аппарата подвиж- ую часть 5 -телескопической трубы, с

10

15

20

25

30

5

0

5

0

5

помощью штока 8 можно регулировать расположение патрубков 7 в зоне десублимации, а следовательно, можно регулировать гранулометрический состав отбираемых кристаллов, производя забор дисперсного потока в разных сечениях десублимационной зоны. Движение кристаллов по телескопической трубе происходит вследствие разности давлений на ее концах, поскольку открытый торец трубы находится в области пониженного давления. Из неподвижной части 6 трубы кристаллы поступают в центральную зону с низкой температурой. Поскольку на оси аппарата тангенциальная составляющая скорости потока мала, кристаллы чистого продукта не отбрасьшаются на стенки аппарата, а движутся с приосевым холодным потоком газа к выходному патрубку 4. При этом вылетающие из трубы кристаллы вещества играют роль центров десублимации для приосевого парогазового поу тока, что также интенсифицирует про- цеас десублимации.

Формула изобретения

Сублиматор-десублиматор, содержа- цилиндрический корпус с обогревай емой зоной сублимации и охлаждаемой зоной десублимации, патрубок ввода исходного продукта, патрубки для вывода примесей и готового.продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса десублимации и получения продукта заданного гранулометрического состава, он снабжен вихревым энергоразделителем, выполненным в виде улитки, установленной соосно с корпусом перед зоной сублимации, и телескопической трубой с одним заглушенным торцом, расположенной вдоль оси корпуса, открытьй конец трубы неподвижно установлен в зоне сублимации, а заглушенный конец трубы - в зоне десублимации с возмож - ностью продольного перемещения и снабжен всасывающими патрубками, входные отверстия которых развернуты навстречу потоку, при этом патрубок ввода исходного продукта установлен тангенциально на улитке, а один из патрубков вывода готового продукта расположен на поверхности улитки вдоль ее оси

2

гг

Изобретение относится к аппаратурному оформлению последовательного проведения процесса сублимации-десублимации и может быть использовано для получения химических реактивов и особо чистых химических веществ. Целью изобретения является интенсификация процесса десублимации и получение продукта заданного гранулометрического состава. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с обогреваемой зоной сублимации и охлаждаемой зоной десублимации дисперсный поток с частицами исходного вещества закручивается и разгоняется в улитке 2. В результате эффекта Ранка происходит энергетическое разделение потока. Пристенные слои потока с повышенной температурой поступают в зону сублимации. Несублимирующиеся примеси удаляются в конце зоны сублимации через патрубок 15. Образовавшиеся в зоне десублимации кристаллы чистого вещества через всасывающие патрубки, установленные на подвижной части 5 телескопической трубы, попадают во внутреннюю полость трубы и через неподвижную часть 6 трубы поступают в приосевую область пониженного давления в зоне сублимации, а затем выводятся из аппарата через патрубок 4. Подвижная часть 5 трубы заглушена и перемещается с помощью штока 8. Расход дисперсного потока через телескопическую трубу регулируется дросселем 9. 3 ил.

, Л5

9иг.Э