Пульсационный кристаллизатор Советский патент 1991 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к пульсацион- иым кристаллизаторам непрерывного действия, и может найти применение в пищевой, металлургической, химической промышленности, в частности в производстве минеральных солей и в других отраслях для аппаратурного оформления процессов массовой кристаллизации твердых веществ из их насыщенных растворов.

Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения обьема пульсационной камеры.

На фиг. 1 представлен пульсационный кристаллизатор, общий вид, продольный разрез: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Пульсационный кристаллизатор содержит корпус 1 с крышкой 2, на которой закреплена центральная труба 3, размещенная в корпусе 1 соосно с его осью. На крышке 2 корпуса 1 расположен кожух 4 разделительной камеры 5, а также цилиндрическая обечайка 6 аккумулирующей камеры 7, Рабочим объемом аккумулирующей камеры 7 служит внутреннее пространство, ограниченное обечайкой 6, а между ее стенкой и стенкой кожуха 4 разделительной камеры 5 образован кольцевой карман 8 разделительной камеры 5.

Зазор кольцевого пространства между крышкой 2 корпуса 1 и поверхностью кристаллизуемого раствора выполняет роль пульсационной камеры 9, а патрубок 10 служит для подвода и отвода избыточного давления газа из нее.

В корпусе 1 расположено встроенное теплообменное устройство 11 с вертикальным положением труб или выполненное в виде трубчатого змеевика (не показан) и имеет патрубок ввода 12 и вывода 13 хладагента.

В днище корпуса 1 расположен патрубок 14 для вывода суспензии продукционных кристаллов из рабочего обьема кристаллизатора, например, в кристалло- сборник(не показан).

Патрубок 15 ввода исходного кристаллизируемого раствора закреплен в стенке кожуха 4 разделительной камеры 5, расположен соосно с осью центральной трубы 3 и выполняет роль сливного патрубка, при этом нижний обрез патрубка 15 может быть расположен ниже верхней кромки цилиндрической обечайки 6 аккумулирующей камеры 7.

Для отбора осветленного (отработанного) кристаллизуемого раствора и его излишков служит переливная труба 16, которая закреплена в крышке 2 корпуса 1 и сообщает разделительную камеру 5 с объемом корпуса 1.

Верхний конец переливной трубы 16 расположен в кольцевом кармане 8 ниже

уровня верхней кромки цилиндрической обечайки 6, а нижний конец переливной трубы 16 проходит через пространство пульса- . ционной камеры 9 и заглублен в раствор в корпусе 1.

0 Осветленный раствор по переливной трубе 16 переливается в процессе работы пульсационного кристаллизатора в кольцевой карман 8 и выводится из него через патрубок 17 вывода осветленного раствора.

5 Нижний конец центральной трубы 3 может быть выполнен в виде раструба 18 и нижней кромкой расположен с зазором по отношению к поверхности стенки днища корпуса 1, при этом раструб 18 соединен с

0 центральной трубой 3 разьемно, с образованием классификационной камеры 19.

Аккумулирующая камера 7 сообщается с атмосферой патрубком 20 воздушника. Кристаллизатор работает следующим

5 образом.

Кристаллизуемый раствор (исходный или смесь исходного раствора с раствором, выводимым через патрубок 17) непрерывно через патрубок 15 сливается в аккумулиру0 ющую камеру 7 или в центральную трубу 3 и по ней поступает в нижнюю часть корпуса 1, заполняя его объем.

Двигаясь вверх вдоль теплопередаю- щих поверхностей труб теплообменного ус5 тройства 11, раствор охлаждается (в теплообменное устройство 11 подается хладагент соответствующей температуры, но не ниже температуры точки кристаллизации) до требуемой температуры.

0 После заполнения корпуса 1 кристаллизатора до некоторого рабочего уровня кристаллизуемого раствора по линии Б в пульсационную камеру подают газ под избыточным давлением и одновременно под5 ают номинальный расход хладагента в теплообменное устройство 11, при этом, как правило, подпитку свежего исходного раствора через патрубок 20 не ведут. Под воздействием циклического подвода и отвода

0 избыточного давления газа через патрубок 10 суспензия кристаллизуемого раствора также получает возвратно-поступательное движение.

По мере охлаждения кристаллизуемого

5 раствора и достижения его температуры ниже точки кристаллизации происходит его пересыщение с выделением избыточного количества растворенного вещества в виде кристаллов, основная масса которых удерживается в корпусе 1 в псевдоожиженном

состоянии и служит межфазной поверхностью для снятия пересыщения кристаллизуемого раствора.

Классификационная камера обеспечивает создание гидродинамических условий гидравлической классификации кристаллов, так как пульсационное перемешивание раствора с мелкими кристаллами и их зародышами способствует укрупнению кристаллов, которые потом гравитационно оседают и выводятся из кристаллизатора через патрубок 14.

Ведение подпитки кристаллизуемого раствора в кристаллизатор через патрубок 15 вызывает соответственно повышение уровня раствора в обьеме корпуса 1 выше линии Б, а так как уровень раствора циклически от избыточного давления в пульсаци- онной камере 9 понижается ниже уровня линии В в корпусе 1 и вследствие этого часть раствора передавливается по центральной трубе 3 в объем аккумулирующей камеры 7 до уровня выше уровня по линии Г, то осветленный раствор также передавливается по переливным трубам 16 и сливается в кольцевой карман 8 разделительной камеры 5.

Таким образом, происходит отбор осветленного (отработанного) раствора и вывод его излишков, который затем из кольцевого кармана 8 выводится через патрубок 17 за пределы кристаллизатора, в частности, для приготовления смеси кристаллизуемого раствора.

Формула изобретения Пульсационный кристаллизатор, содержащий корпус с крышкой и с установленной

в нем центральной трубой, разделительную и пульсационную камеры, патрубки для ввода исходного раствора и подвода и отвода избыточного давления газа, отличающийся тем. что, с целью повышения

производительности за счет увеличения объема пульсационной камеры, центральная труба снабжена аккумулирующей камерой, расположенной на крышке корпуса в разделительной камере с образованием

кольцевого кармана, снабженного переливной трубой, установленной на крышке корпуса и заглубленной в кристаллизуемый раствор через пульсационную камеру, при этом патрубок для ввода исходного раствора заглублен в аккумулирующую камеру, а пульсационная камера и патрубок подвода и отвода избыточного давления газа расположены в верхней части корпуса.

Изобретение относится к химическому машиностроению и позволит повысить производительность кристаллизатора. Пульсационный кристаллизатор содержит корпус 1 с крышкой 2, на которой закреплена центральная труба 3 и расположены кожух 4 разделительной камеры 5 и обечайка 6 аккумулирующей камеры 7 (АК), кольцевой карман 8, образованный между стенкой кожуха 4 со стенкой обечайки 6, пульсационную камеру 9 (ПК), размещенную в зазоре пространства между крышкой 2 корпуса 1 и поверхностью кристаллизуемого раствора, теплообменное устройство 11 (ТУ), расположенное в корпусе 1, штуцера ввода 12 и вывода 13 хладагента из ТУ 11, ввода 15 раствора и вывода 14 суспензии продукционных кристаллов, подачи и отвода 10 избыточного давления газа, вывода 17 осветленного раствора и сообщения 20 с атмосферой воздушником, переливную трубу 16 (ПТ) отбора отработанного раствора, закрепленную в крышке 2 и расположенную верхним концом в кольцевом кармане 8 и нижним концом заглубленную в кольцевой слой осветленного (отработанного) раствора в корпусе 1 кристаллизатора. Верхний конец ПТ 16 расположен ниже верхней кромки обечайки 6. Кристаллизуемый раствор вводится в АК 7, перемещаясь вдоль теплопередающей поверхности труб ТУ 11, охлаждается с выделением кристаллов. Под действием пульсации газа в ПК 9 на кристаллизуемый раствор последний получает возвратно-поступательное движение и тем самым удерживает основную массу кристаллов в псевдоожиженном состоянии. Осветленный раствор под действием пульсаций избыточного давления поднимается по ПТ 16 и переливается в кольцевой карман 8, а выводится он из кольцевого кармана 8 через штуцер 17. 2 ил.

17