Кристаллизатор непрерывного действия Советский патент 1981 года по МПК B01D9/02 

(54) КРИСТАЛЛИЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к химической промышленности, занимающейся производством чистых веществ, получая их путем кристаллизации из растворов, причем кристаллизуются только те вещества, удельный вес которых больше удельного веса маточного раствора из которого они кристаллизуются.

Известен кристаллизатор непрерывного действия, включающий цилиндрический корпус с камерой роста кристаллов и камерой отстоя, снабженный многолопастной мещалкой, охлаждающее устройство, влешний контур циркуляции маточного раствора и патрубки ввода и вывода фаз. Внешний циркуляционный контур включает циркуляционный насос и кожухотрубчатый теплообменник. Ввод питательного раствора осуществляется сверху, вывод кристаллической суспензии - снизу корпуса 1.

Недостатком этого кристаллизатора является невысокая эффективность разделения кристаллов, в результате чего получается продукт разнородный по гранулометрическому составу, а также повышенные энергетические затраты.

Цель изобретения - разработка конструкции экстрактора, позволяющей получить классифицированный продукт и уменьшить энергетические затраты.

Поставленная цель достигается тем, что

кристаллизатор снабжен дополнительным внешним контуром для перетока суспензии из камеры роста в камеру отстоя, радиальными кольцевыми перегородками, одна из которых установлена между камерой ростакристалов и камерой отстоя, а другая -

под патрубком вывода маточного раствора во внешний контур, при этом целесообразно выполнить диаметр камеры роста кристаллов больше диаметра камеры отстоя.

Указанные признаки способствуют тому,

что становится возможным использование центробежной силы вращающейся под воздействием мешалки суспензии для налаживания циркуляции маточного раствора и кристаллической суспензии внутри аппарата, что дает возможность многократно возвращать мелкие кристаллы в зоне роста и выводить из кристаллизатора только те кристаллы, которые выросли до продукционного размера; наладить непрерывный отвод суспензии с продукционными кристаллами; обойтис без циркуляционных насосов на внешнем и внутреннем циркуляционных контурах.

Для того, чтобы отделить всасывающий патрубок маточного раствора внешнего контура циркуляции от кристаллической суспензии, сделана отделительная перегородка в виде кольца. Такая же перегородка препятствует перетоку крупных кристаллов из нижней секции в верхнюю.

Для того, чтобы организовать выгрузку продукционных кристаллов в суспензии с большой плотностью кристаллов; ввод циркуляционного насыщенного раствора сделан с некоторым отступлением от дна кристаллизатора, что создает отстойную зону внизу кристаллизатора и позволяет также повторно запускать кристаллизатор в случае его внезапной остановки, ввод маточного раствора в кристаллизатор не завален осевыми кристаллами.

На чертеже представлен предлагаемый кристаллизатор, общий вид.

Кристаллизатор включает камеру 1 роста кристаллов, камеру 2 отстоя, рамные мещалки 3 и 4, установленные на валу 5 и приводимые во вращение электроприводом 6, охлаждающие устройства (теплообменные рубашки) 7 и 8, внешний контур 9 циркуляции маточного раствора, дополнительный внешний контур 10 для перетока кристаллической суспензии из камеры роста в камеру отстоя, патрубок 11 вывода маточного раствора во внешний контур циркуляции, патрубок 12 вывода маточного раствора в кристаллизатор, патрубок 13 ввода питательного раствора, патрубок 14 вывода готового продукта, радиальная кольцевая перегородка 15 расположенная под патрубком 11 вывода маточного .раствора из кристаллизатора во внешний контур 9, радиальная кольцевая перегородка 16, расположенная между камерой 1 роста и камерой 2 отстоя, патрубок 17 для соединения кристаллизатора с атмосферой, в случае, если кристаллизатор работает по принципу пересыщения за счет охлаждения, или с конденсатором, в случае, если кристаллизатор работает за счет испарения.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Для запуска кристаллизатора его заполняют маточным раствором до определенного уровня, включают привод мешалки. После того, как раствор раскрутится до заданной скорости и начнет циркулировать по двум контурам 9 и 10, вводят теплоноситель в рубашки 7 и 8. В результате раствор у теплообменной поверхности пересыщается. Появляются зародыщи, которые укрупняются, снимая пересыщение до мелких кристаллов, с этого момента подводится через патрубок 13 питательный раствор, а из патрубка 14 начинают отводить суспензию, таким

образом материальный и тепловой баланс системы стабилизируется.

Внутри кристализатора происходят следующие процессы: крупные кристаллы выжимают мелкие из зоны роста и получают

наиболее благоприятные условия для своего роста. Особо крупные, продукционные кристаллы оседают на дно кристаллизатора. Мелкие, кристаллы перетекают из нижней секции в верхнюю через радиальную кольцевую перегородку 15. Крупные кристаллы из верхней секции перетекают в нижнюю по дополнительному внещнему циркуляционному контуру 10. Маточный осветленный раствор под напором по внешнему циркуляционному контуру 9 поступает в патрубок 12. В магистраль внещнего циркуляционного контура вводится через патрубок 13 насыщенный при более высокой температуре, чем циркуляционный раствор, питательный раствор. Температурный напор на поверхностях областей роста, скорость

вращения мешалки, габаритные размеры узлов аппарата определяют производительность и размер получаемого продукта.

Предлагаемый кристаллизатор может 5 работать по способу создания пересышения как охладительному, так и испарительному. В первом варианте патрубок 17 соединяется с атмосферой, во втором - с конденсатором. По испарительному способу кристаллизации аппарат работает лучше, чем по охладительному. В этом случае к перемешивающему действию мешалки добавляется перемешивающее действие пузырьков пара, которые от теплообменных поверхностей отбрасываются в сторону вала мешалки. Таким образом испарительное зеркало в предлагаемом аппарате значительно. Особенно выгодно применять данные аппараты для процессов получения одного компонента из многокомпонентных растворов, так как колебания температур и концентрации на входе и выходе циркуляционного раствора незначительное и остается постоянным в течение всего процесса.

Формула изобретения

Кристаллизатор непрерывного действия, включаюший цилиндрический корпус с камерой роста кристаллов и камерой отстоя, снабженный многолопастной мешалкой, охлаждающее устройство. Внешний контур циркуляции маточного раствора, патрубки ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения классифицированного продукта и уменьшения энергозатрат, он снабжен дополнительным внешним контуром для перетока суспензии из камеры роста в камеру отстоя и радиальными кольцевыми перегородками, одна из которых расположена между камерой роста и камерой отстоя, а другая - под патрубком вывода маточного раствора во внешний контур, при этом диаметр камеры роста больше диаметра камеры отстоя.

Ю1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции № 1368709, кл. В 01 D 9/02, 02.10.74 (прототип).

13