Способ кристаллизации из растворов преимущественно сульфата кальция и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится, к процессам и аппаратам химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности,, .

Известны способ сепарации кристаллов льда от рассола, при котором концентрирование суспензии ведут в поле .центробежных сил, и устройство для его осуществлении, состоящее из колонны, нижняя часть которой выполнена в виде гидроциклона,

Недостатками способа и устройства для его осуществления являются низкая эффективность способа и сложность конструкции устройства.,

Наиболее близким к изобретению является способ массовой кристаллизации из растворов с введением высаливателя в раствор, в котором инициированы зародыши кристаллов „ Устройство для его осуществления содержит корпус с установленными внутри него центральной трубой и барботером, штуцер ввода

раствора, сепаратор, штуцер вывода готового продуктао

Недостатком известного способа является неполная сепарация кристаллов от рассола вследствие невысокой скорости их образования. Недостатком устройства является локализованный ввод высаливателя, что приводит к инкрустированию стенок центральной трубы.

Цель изобретения - предотвращение инкрустации -стенок центральной трубы.

Согласно способу кристаллизации из растворов, включающему введение высаливателя, высаливатель вводят в тонкодйсперсном состоянии в нижнюю .часть аппарата, i Устройство для кристаллизации из

растворов преимущественно сульфата кальция, включающее корпус с центральной циркуляционной трубой и барботером для подачи воздуха, установленным в нижней части корпуса, снабжено емкостью для высаливателя с трубопроводом, соединенным с барботером,

-Nj

ю

со о к

при этом верхний торец барботера расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера„

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что высаливатель вводят в тонкодисперсном состоянии в нижнюю часть устройства, а устройство. тем, что оно снабжено емкостью с трубопроводом, соединенным с барботером, верхний торец которого размещен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера„

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления интенсифицируют рост кристаллов перед центральной трубой, тсе. предотвращают возможность зарастания центральной трубы и корпуса устройства солью„

Пример. Рассмотрим сепарацию кристаллов сульфата кальция от рассола.

Рассол в количестве 100 кг/ч водного раствора экстракционной фосфорной кислоты, природного апатита и сульфата кальция подают в устройство для кристаллизации при температуре

0

насыщения 32 С. После охлаждения раствора до 25°С из него выделяют 0,095 кг/ч , С целью увеличения скорости образования кристаллов в нижнюю часть циркуляционной трубы ;вводят в качестве высаливателя 98% в виде тонкодисперсной смеси с воздухом в количестве 150 мл на 1 м3 воздуха. Воздушная смесь охлаждает раствор до 15еСс Всего выделяется 9,85 кг/ч кристаллов , которые содержатся в конической части аппарата и выгружаются через штуцер вывода готового продукта. Таким образом, предотвращается инкрустирование стенок циркуляционной трубы аппарата и происходит 98%-ная сепарация сульфата кальция от рассола, поскольку в исходном растворе содержится около 10% ионов кальция.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез

Устройство состоит из корпуса 1 с расположенной внутри него центральной трубой 2 и барботером 3, емкости 4 с серной кислотой и трубопроводом 5, соединенным с барботером 3, верхний торец которого расположен от центральной трубы 2 на расстоянии равном пяти.

е

10

20

243024

шести диаметрам барботера Зс Воздух для распыления кислоты подается в бар- ботер 3 с помощью источника 6 сжатого воздуха о Насыщенный раствор вводится в аппарат штуцером 7 и выводится после отделения кристаллов через штуцер 80 Кристаллы кальция собираются в коническом днище 9 устройства и удаляются через штуцер 100 Газообразная Ааза отделяется от жидкой сепаратором 11 и выводится из устройства штуцером 12 „

Устройство работает следующим об15 разом

Штуцером 7 в верхнюю часть корпуса 1 подается исходный раствор, который опускается вниз корпуса вследствие большей плотности, чем смесь воздуха и раствора, которые поступают в центральную трубу 2, подымаясь вверх, смешиваются с исходным раствором, совершают циркуляционное движение в пространстве между корпусом 1 и цент25 ральной трубой 2„ Газовая фаза, пройдя центральную трубу, отделяется от жидкой сепаратором 11 и выводится с устройства штуцером 12.

Серная кислота из емкости А по трубопроводу 5 поступает в барботер 3, где, смешиваясь со струей сжатого воздуха источника 6, образует тонкодисперсную смесь, которая подается в нижнюю часть центральной трубы 2, где происходят интенсивная кристаллизация сульфата кальция и выпадение кристаллов в коническую часть 9 корпуса устройства. Расположение верхнего торца барботера 3 на расстоянии пяти- шести диаметров барботера от центральной трубы 2 позволяет получить струю тонкодисперсной смеси кислоты с воздухом, скорость которой (согласно закону затопленной струи) макси45 мапьная на оси струи, т0е0 по оси барботера 30 Если верхний торец барботера 3 размещен от центральной трубы на расстоянии, большем чем пять-шесть

30

35

40

диаметров барботера 3, то (согласно 50 закону затопленной струи) скорость смеси затухает по длине струи, а эгаора скоростей приближается к коло- колообразному виду, следовательно, тонкодисперсная смесь не поступает 55 в центральную трубу, т„е. циркуляции раствора в аппарате нет.

В случае, если указанное расстояние меньше, чем пять-шесть диаметров барботера 3, то наиболее интенсивная

кристаллизация происходит в центральной трубе, что влечет инкрустирование стенок центральной трубы 20 Таким образом, .оптимальное расстояние между верхним торцом барботера 3 и центральной трубой 2 должно быть равным пяти- шести диаметрам патрубка 3„

Использование предлагаемого спосо- (ба кристаллизации из растворов и уст- ройства для его осуществления позволяет увеличить скорость образования кристаллов, например, сульфата кальция в нижней части устройства в 2,5 раза по сравнению с известным Это позволяет отделить около 98% кристаллов сульфата кальция от рассола и полностью предотвращает инкрустирование стенок центральной трубы,

Формула изобретения

1 о. Способ кристаллизации из растворов преимущественно сульфата каль-

Q 5

0

ция с введением высаливателя, с использованием аппарата с центральной циркуляционной трубой, отличающийся тем, что, с целью предотвращения инкрустации стенок центральной трубы, высаливатель вводят в тонкодисперсном состоянии в нижнюю часть аппарата

2. Устройство для кристаллизации из растворов преимущественно сульфата кальция, включающее корпус с центральной циркуляционной трубой и бар- ботером для подачи воздуха, установленным в нижней части корпуса, отличающееся тем, что, с целью предотвращения инкрустации стенок центральной трубы, оно снабжено емкостью для высаливателя с трубопроводом, соединенным с барботером, при этом верхний торец барботера расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера

Сущность изобретения: вводят вы- саливатель в тонкодисперсном состоянии в емкость, соединенную с барботе- ром, верхний торец которого расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам бар- ботера,, 2 ссп0 ф-лы, 1 ил.