Выпарной аппарат для кристал-лизующиХСя PACTBOPOB Советский патент 1981 года по МПК B01D1/12 

1

Изобретение относится к аппаратам для выпаривания кристаллизующихся растворов и может быть использовано при производстве кристаллических продуктов, например, хлористого бария, хлористого натрия, сульфата и тиосульфата натрия и других.

Известен выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, содержащий выносную греющую камеру, соединенную с сепаратором, в который встроена циркуляционная труба с устройством для регулирования количества и размеров кристаллов, выполненным в виде двух вертикальных, концентрично расположенных и перемещаемых в сальниках в осевом направлении труб - верхней трубы со штуцером и нижней циркуляционной, подсоединенной к выносной греющей камере 1}.

Недостатком этого устройства является его низкая производительность вследствие большого гидродинамического сопротивления.

Известен также выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, содержащий греющую камеру, соединенный с ней посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы сепаратор, трубу отбора осветленного раствора, установленную в сепараторе и подключенную к циркуляционной трубе, и осевой насос 2.

Недостатком его является низкое качество целевого продукта из-за отсутствия

классификации кристаллов в аппарате, а также все еще невысокая производительность аппарата.

Цель изобретения - повышение производительности аппарата и качества готового продукта путем регулировапия скорости отбора раствора и кристаллов.

Указанная цель достигается тем, что в описываемом выпарном аппарате, содержащем греющую камеру, соединенный с ней

посредством трубы вскипания и циркуляционной трубы сепаратор, трубу отбора осветленного раствора, установленную в сепараторе и подключенную к циркуляционной трубе, и осевой насос, труба отбора

осветленного раствора выполнена со сливными отверстиями, размещенными рядами, и снабжена поворотными кольцами с отверстиями, соответствующими отверстиям трубы отбора.

.

Это позволяет распределять криста.тлы по их размерам по высоте сепаратора, регулировать скорость поступлеиия твердой фазы в цикл аппарата в зависимости от

войств кристаллизуемого раствора и скорость отоора осветленной части раствора и кристаллов.

На фиг. 1 изображен вертикал1)Ный разрез выпарного аппарата, па фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Быиарной аппарат содержит греющую камеру 1, соединенный с ней в верхней части посредством трубы вскипания 2 и в пижней части посредством циркуляционной трубы 3 сепаратор 4. Выше ввода трубы 2 вскипания имеется тангенциально подключенный патрубок 5 для ввода раствора в сепаратор 4. В центре сепаратора 4 между вводом трубы 2 вскинапия и узлом 6 выгрузки кристаллического продукта установлена труба 7 отбора осветленного раствора, подключенная к циркуляцнонной трубе 3. Труба 7 выполнена со сливными отверстиями 8, размещенными горизонтальными рядами на различных но высоте уровнях и снабжена поворотными кольцами 9 с отверстиями 10, соответствующими сливным отверстиям 8 трубы 7 отбора осветленного раствора.

Сливные отверстия 8 распределены равномерно по периметру трубы 7. Суммарная площадь сливных отверстий 8, а соответственно и отверстий 10 на поворотных кольцах 9 каждого из горизонтальных рядов не превышает площади сечения циркуляционной трубы 3, верхний конец которой введен в трубу 7 отбора, а другой конец соединен с греющей камерой 1. Отбор раствора на циркуляцию осуществляется с помощью осевого насоса 11 через циркуляционную трубу 3.

В трубу 7 отбора осветленного раствора над верхним концом циркуляционной трубы 3 выведена импульсная труба 12 регулятора уровня раствора (на чертеже не показан).

Для предупреждения инкрустации узла 6 выгрузки последний выполнен в виде теплообменника типа труба в трубе.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Греющий пар подают в выпосную греющую камеру 1, где происходит перегрев раствора. Исходный раствор вводят тангенциально в сепаратор 4 через патрубок.5 параллельно тангенциально введенному и сепаратор 4 пересыщенному раствору из трубы 2 вскипания. Такая нодача свежего раствора предупреждает инкрустацию стенок сепаратора 4 пересыщенным раствором. В сепараторе поддерживают заданный уровень кристаллизуемого раствора с помощью регулятора уровня, который получает сигнал об уровне раствора от импульсной трубки 12.

За счет центробежной силы, обусловленной тангенциальным вводом раствора в еепаратор 4, взвещенные в растворе кристаллы отбрасываются к стенке сепаратора 4, причем более крупные кристаллы располагаются ближе к ней, мелкие - дальше. В верхней.части растворного пространства сепаратора 4 преобладают мелкие кристаллы, в нижней - более крупные. 5 Отбор жидкой и твердой фаз из сепаратора 4 в цикл выпарного аппарата осуществляют через сливные отверстия 8 какого-либо из горизонтальных рядов. Выбор ряда зависит от свойств кристаллизуемого 10 вещества и технологического рел-сима. Регулирование количества твердой фазы в цикле производится путем поворота регулирующего кольца 9, в результате чего проходные сечения сливных отверстий 8 могут изменяться от О до максимума, т. е. до площади сечения циркуляционной трубы 3. Если суммарная площадь ряда сливных отверстий 8 больше плопдади сечения циркуляционной трубы 3, то невозможно регулирование в верхнем дианазоне работы анпарата, т. е. при полностью открытых сливных отверстиях 8.

Уменьшение сечения проходных сливных отверстий 8 путем поворота регулировочо пого кольца 9 позволяет увеличить скорость поступления твердой и жидкой фаз в цикл аппарата, вследствие чего ускоряется и классификация кристаллов продукта.

Мелкие и средние кристаллы поступают 0 в циркуляционную трубу 3 и их направляют с помощью циркуляционного насоса 11 в цикл для дальнейшего роста. Крупные кристаллы собираются в нижней конической части сеператора 4 и их выводят из 5 аппарата через выгрузной узел 6.

Если рост кристаллов и их количество незначительны, то открывают проходные сечения сливных отверстий 8 больше, в результате этого скорость поступления твердой и жидкой фаз спил ается и увеличивается время их пребывания в сепараторе 4, а следовательно, и их рост.

Если процесс образования и роста кристаллов происходит достаточно интеисивно, то отбор твердой и жидкой фаз происходит через верхний ряд сливных отверстий 8, в то время как отверстия остальных нижних рядов полностью закрыты.

При менее интенсивном образовании и 0 росте кристаллов отбор твердой и жидкой фаз осуществляют через один из ниже расположенных горизонтальных рядов сливных отверстий 8.

При этом сливные отверстия 8 остальных рядов перекрывают полностью и процесс кристаллизации регулируют поворотом кольца 9 на том ряду, па котором сливные отверстия 8 открыты.

Технико-экономическим преимуществом изобретения является получение продукта более крупного и равномерного фракп.иопного состава. В известном аппарате количество кристаллов фракционного состава 100-400 мкм составляет 70%, в описываемом аппарате более крупная и однородная

5

фракция кристаллов размером 300- 800 мкм - 72%, причем фракции 400- 800 мкм в известном аппарате составляют 13%, а в описываемом - 63%.

При этом производительность выпариого аппарата повышается на 16-20%, межпромывочпый пробег увеличивается иа 50%, что увеличивает коэффициент теплопередачи в среднем иа 10%. Формула изобретения

Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, содержащий греющую камеру, соединенный с ней посредством трубы вскипания и циркуляциоииой трубы сепаратор, трубу отбора осветленного раствора, установленную в сепараторе и под6

ключениую к циркуляционной трубе, и осевой насос, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью иовышеиия его ироизводителыюсти и качества готового продукта путем регулирования скорости отбора раствора и кристаллов, труба отбора осветленного раствора выполнена со сливными отверстиями, размещенными горизонтальными рядами, и снабжена поворотными кольцами с отверстиями, соответствующими отверстиям трубы отбора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 87653, кл. В 01 D 1/10, 18.03.49.

2.Матусевич Л. Н. Кристаллизация растворов в химической промышленности. М., 1968, стр. 244, рис. 122 (прототип).

III I

lSi/г.

Фиг.2