Пульсационный кристаллизатор Советский патент 1992 года по МПК B01D9/00 B01D9/02 

Изобретение относится к устройствам для проведения различных химико-технологических процессов в одном объеме и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности для получения особо чистых веществ с низким содержанием лимитирующих примесей, а также веществ при производстве которых недопустимо транспортирование полупродуктов между технологическими стадиями процесса, например, в связи с недолговечностью сохранения их специфических свойств.

Целью изобретения является повышение качества получаемых продуктов за счет исключения попадания в них загрязняющих примесей и уменьшение потерь продукта за счет исключения- транспортировки между стадиями.

На чертеже представлен пульсационный кристаллизатор, общий вид, разрез.

Пульсационный кристаллизатор содержит корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3, пуль- сационную камеру 4 выполненную в виде колокола и соединенную с пульсопроводом. В нижней части корпуса 1 установлена сборная камера 5 с кольцевой перфорированной

вставкой 6 для подвода газообразного теплоносителя, отводной патрубок 7. предназначенный р-1 вывода из камеры маточника Газообразный теплоноситель подводится к перфорированной вставке 6 через внешний кольцевой коллектор 8 и патрубок 9. Над перфорированной вставкой установлен колосник 10. В сборной камере 5 установлен подвижный фильтровальный элемент 11, жестко закрепленный на валу 12 и совершающий с ним вертикальные перемещения. С целью предотвращения утечки жидкости из сборной камеры 5, а также недопущения попадания загрязнений через зазор между днищем 3 и валом 12 при перемещении последнего днище 3 соединено с валом 12 через сильфон 13 Загрузка исходных продуктов в корпус 1 осуществляется через патрубки 14 ввода реагентов. Внутри корпуса 1 установлено ложное днище 15, которое жестко соединено с приводным валом 16, выполненным с возможностью вертикального перемещения Нижняя часть ложного днища 15 имеет форму усеченного конуса, а в нижней части корпуса 1 выполнено конусное отверстие 17, причем угол конусности и размеры нижней части ложного днища 15

(Л

XI со

00

ю ю

XJ

совпадают с углом конусности и размерами конического отверстия 17 нижней части корпуса 1. В ряде случаев верхняя часть ложного днища 15 может быть выполнена в форме параболы вращения, образующая которой соответствует образующей основной стенки аппарата. Для охлаждения (нагревания) реакционной смеси пульсационный кристаллизатор снабжен тепловой рубашкой 18 с патрубками ввода 19 и вывода 20 теплоносителя.

Пульсационный кристаллизатор работает следующим образом.

Исходные продукты поступают в корпус 1 пульсационного кристаллизатора через патрубки 14 ввода реагентов, При этом ложное днище 15 закрывает конусное отверстие 17 корпуса 1. В пульсационной камере 4 реакционную массу приводят в возвратно-поступательное движение за счет переменной подачи и сброса давления, что обеспечивает равномерное распределение компонентов в объеме пульсационного кристаллизатора и интенсивное проведение массообменных процессов. Поддержание необходимой температуры реакицонной массы осуществляется за счет использования теплообменной рубашки 18, ввод и вывод теплоносителя осуществляются соответственно через патрубки 19 и 20.

После проведения массообменного процесса фильтровальный элемент 11 за счет перемещения вала 12 вплотную подводится к колоснику 10 При этом ложное днище 15 с помощью приводного вала 16 поднимается и открывает конусное отверстие 17 в нижней части корпуса 1. Реакционная смесь попадает в сборную камеру 5, в которой создается вакуум и идет процесс фильтрования. Под действием перепада давления маточный раствор (фильтрат) отводится через патрубок 7. Влажная твердая фаза задерживается на колоснике 10.

После промывки осадка (если в этом есть необходимость) и его отжима фильтровальный элемент 11 отводится от поверхности колосника 10, а через патрубок 9, кольцевой коллектор 8 и перфорированную вставку 6 в сборную камеру 5 подается газообразный теплоноситель. Во время подачи газообразного теплоносителя в кристаллизатор патрубок 7 закрывается, а пульсаци- онная камера 4 подключается к циклону (не показан). Для интенсификации процесса после циклона может быть установлено дополнительное отсасывающее оборудование. Поток газообразного теплоносителя, равномерно распределенный по сечению камеры, поступает под колосник 10, где находится слой влажного воздуха Подхватываемый потоком теплоносителя влажный продукт поступает в корпус 1, где происходит его интенсивная сушка в процессе витания, и затем через пульсационную камеру

поступает в устройство для отделения твердой фазы от газа (например, циклон).

Использование сильфона 13, жестко соединяющего вал 12 и днище 3, предотвращает утечку жидкой фазы (фильтрата) из

сборной камеры 5, а также исключает попадание в объем кристаллизатора посторонних примесей из внешней среды. Сильфон 13 предотвращает образование натира от движущихся частей вала и его уплотнений и

попадание в кристаллизатор.

Пульсационная камера 4, выполненная в виде колокола, позволяет обеспечить необходимый объем для сушки продукта в ре- жиме витания, а также исключить

образование застойных зон и уменьшить сопротивление газового потока.

С целью исключения протечек реакционной массы в сборную камеру 5 во время проведения массообменного процесса нижняя часть ложного днища 15 и отверстие в корпусе 1 выполнены в виде конуса, причем угол конусности и размеры конического отверстия совпадают с углом конусности и размерами нижней части ложного днища.

Выполнение верхней части ложного днища 15 в виде параболы вращения, образующая которой совпадает с образующей основной стенки корпуса 1, позволяет избежать отрывных течений при возвратно-поступательном движении реакционной массы, что интенсифицирует процесс массообмена и исключает образование застойных зон.

Таким образом, применение пульсационного кристаллизатора, позволяющего

получать готовый сухой продукт в одном объеме, совмещая несколько технологических стадий (массообмен, разделение полученных фаз, сушка продукта), позволяет получать целевые продукты высокой степени чистоты с заданными свойствами, полностью автоматизировать технологический процесс (исключая ручной труд), легко контролировать его параметры.

Предлагаемый пульсационный кристаллизатор позволяет также осуществлять безопасную для обслуживающего персонала обработку высокотоксичных веществ, пожа- ро- и взрывоопасных продуктов.

Формула изобретения

1. Пульсационный кристаллизатор, содержащий корпус с крышкой и днищем, пульсационную камеру, патрубки ввода и вывода реагентов, отличающийся тем что, с целью повышения качества получавмых продуктов за счет исключения попадания в них загрязняющих примесей, уменьшения потерь продукта, он снабжен сборной камерой с днищем, размещенной в нижней части корпуса, с кольцевой перфорированной вставкой для равномерного подвода по периметру аппарата газового теплоносителя и отводными патрубками, колосником, фильтровальным элементом и сильфоном с валом, расположенными в сборной камере, при этом колосник размещен над фильтровальным элементом, жестко закрепленным с валом, выполненным с возможностью вертикального перемещения, а сильфон жестко соединен с днищем сборной камеры и валом.

2. Кристаллизатор по п. 1,отличающий с я тем, что пульсационная камера

выполнена в виде колокола, соединенного с пульсопроводом, и установлена коаксиаль- но корпусу.

3.Кристаллизатор поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что корпус снабжен установленными внутри него ложным днищем и жестко соединенным с ним приводным валом, выполненным с возможностью вертикального перемещения, при этом нижняя часть

ложного днища выполнена в форме усеченного конуса.

4.Кристаллизатор по п. 1,отличающий с я тем, что-нижняя часть корпуса имеет коническое отверстие.

5. Кристаллизатор по п. 1,отличающий с я тем, что верхняя часть ложного днища выполнена в форме параболы вращения.

Используется для проведения химико- технологических процессов. Сущность изобретения в том, что пульсационный кристаллизатор снабжен ложным днищем, а вокруг корпуса установлена теплообменная рубашка с патрубками. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Пульсация

ft

Выход

теплоно сителя

Выход сухого

теплоноситель 8 12 /3

J