Вакуум-кристаллизатор Советский патент 1978 года по МПК B01D9/02 

На фиг. 1 изображен предлагаемый вакуум-кристаллизатор в разрезе, вариант аппарата с синхронизированными камерами, расположенными у оси аппарата; на фиг. 2 - то же, вариант апнарата с синхронизированньгми камерами, расноложенными по периферии аппарата; на фиг. 3 - график распределения температур по высоте секций при наличии одной и двух пар синхроннзированных камер, где а - одна пара камер, б - две пары камер.

Предлагаемый вакуум-кристаллизатор содержит вертикальный корпус, в верхней части которого расположен сепаратор 1, а под ним - кристаллораститель 2, разделенный перегородками 3 на четное число вертикальных секций 4, сообщающихся вверху переливами. Каждая пара секций снабжена, по меньшей мере, одной парой снмметричных камер 5, образованных перегородками 6 внутри вертикальных секций 4. Камеры 5 могут быть расположены у оси аппарата или по его периферии. Вверху камеры 5 с помощью штуцеров 7 подключепы к источникам пульсирующего давлепия, например сжатого воздуха или дрзгого газа. В нижней частн камеры 5 сообщены каждая со своей секцией 4. Вертикальные секции разделены по высоте на ступени горизонтальными распределительными решетками 8. Корпус снабжен штуцерами 9-12 соответственно ввода исходного раствора, отвода сгущенной суспензии, отвода осветленного раствора, вывода сокового пара. У штуцеров отвода осветленного раствора могут быть установлены наклонные перегородки 13.

Предлагаемый вакуум-кристаллизатор работает следующим образом.

Исходный горячий раствор вводится через штуцера 9 у основания кристаллорастителя под нижнюю распределительную решетку 8 и, проходя через нее, смешивается с суспензией, находящейся в следуюш.ей ступени кристаллорастителя над распределительной решеткой. С объемом раствора, находящегося в этой ступени кристаллорастителя, сообщаются в нижней части камеры 5. Эти камеры через щтуцера 7 подсоединяют нонеременно к двум источникам воздуха или другого газа, давление которого выще или ниже давления, имеющегося на уровне приблизительно середины камер. При попеременном подключении камер к этим .источникам в каждую камеру поочередно либо засасывается, лнбо из нее вытесняется определенный объем раствора (суспензии). Величину давлений воздуха и форму камер выбирают таким образом, чтобы объемы суспензии, входящей и выходящей из камеры 5, были приблизительно равны. Подключение камер к источникам воздуха производится синхронно, причем, если одна, камера подключается к источнику с меньшим давлением, то другая подсоединяется к источнику с большим давлением. Благодаря этому объем суспензии, вытесняемый из одной камеры соответствующей секции кристаллорастнтеля над верхней кромкой перегородки 3, переливается в другую секцию кристаллорастителя, восполняя в ней объем суспензии, постзпающей в это же время в объем второй камеры, расположенной

в этой секции. Уровень суспензии в сепараторе при этом остается неизменным. Таким образом, па основную объемную скорость движепия исходного раствора по направлению к новерхности испарения и выходу через отвод 11 накладывается зиакопеременный объемный расход суспензии (указан стрелками па фиг. 1), создаваемый камерами 5, находящимися под воздействием пульсирующего давления. При этом,

поскольку ступени кристаллорастителя благодаря распределительиым рещеткам являются элементами типа идеального смешения или близкими к этому типу, происходит постепенное ступенчатое понижение

температуры суспензии: от равной температуры исходного раствора в нижней ступени до равной темнературе кипения в верхней ступени. В то же время благодаря такому знаконеременному расходу суспензии обеспечивается перенос пересыщения раствора, образовавшегося в верхней ступени, в нижерасположенные ступени. Кристаллы, содержащиеся в суспензии, вследствие пульсации потока

поддерживаются во взвещенном состоянии. Усредненная скорость двил-сения потока равна скорости движения исходного раствора и 11а;:равлена вверх, что благодаря увеличению сечения кристаллорастителя в направлении скорости движения, обеспечивает классификацию кристаллов по размерам: размер кристаллов, преимущественно задерживаемых на ступенях, возрастает по паправлению кннз} кристаллорастителя.

Образующиеся преимущественно в верхней стунени кристаллорастителя кристаллы по мере их роста на ступенях, опускаются к основанию кристаллорастителя и

выгружаются через нижний щтуцер 9. Мелкие кристаллы вместе с обедненным раствором отводятся через сливные отводы 11. Образующиеся соковые нары выводятся через вывод 12.

Для выравнивания изменения температуры раствора от ступени к ступени над нижней парой симметричных пульсационных камер 5 могут быть установлены дополнительно одна или более пар камер.

Пример распределения температур по ступеням кристаллорастителя при установке одной и двух пар камер дан на фиг. 3. Наклонная перегородка 13 у щтуцера вывода частично осветленного раствора отклоняет поток суспензии, возникающий

при вытеснении раствора из камеры 5, и тем самым уменьшает содержание мелких кристаллов в выходящем маточном растворе.

Таким образом, нредлагаемый вакуумкристализатор нозволяет создать внутреннюю циркуляцию суснензии без ирименения механических средств, что создает благоприятные условия для роста кристаллов, сводящие к минимуму их дробление и истирание.

Кроме того, знакопеременный характер движения суспензии в аппарате и разделение аппарата распределительными рещетками на отдельные зоны создают дополнительные преимущества, позволяющие получать более крупные кристаллы: образование зародышей кристаллов локализуется, в основном, в зоне над верхней распределите тьной решеткой, обеспечивается отвод зародышей из этой зоны и их постепенный рост по мере движения к основанию аппарата, понил ение темнературы суспензии происходит более равно лерно.

В предлагаемом аппарате нет необходимости создавать специальные зоны осветления, так как при знакопеременной составляющей потока суспензии, направленной в одной из секций вверх, отбор осветленного раствора производится через штуцер, расположенный в другой секции. При этом вследствие наличия перегородки 13 верхняя зона второй секции служит зоной осветления.

Формула изобретения

Вакуум-кристаллизаторе внутренней циркуляцией суснензии, содержантий вертикальный, суживающийся книзу корпус, в верхней части которого расположен испаритель, а в нижией-кристаллораститель,

штуцера ввода исходного раствора и отвода сгуненной суснензии и осветленного раствора, отличающийся тем, что, с целью получения более однородных и крупных кристаллов, кристаллораститель снабжен вертикальными перегородками, горизонтальными решетками и пульсациотшыми камерами, установлеттными симметрично относительно вертикальных иерегородок. Источники информации,

покнятьте во внимание при экспертизе

1. Бэмфорт А. В. Промьпиленная кристаллизация, М., «Химия, 1969, с. 85-86.