Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов Советский патент 1982 года по МПК B01D1/16 

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов выпаривания, кристаллизации и классификации в центробежном поле и может быть использовано в химической,пищевой, легкой промышленности и ряде других отра.слей народного хозяйства. Известен центробежный выпарной аппарат, включающий цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком для ввода исходного раствора, сливной пат рубок, разгрузочное устройство, внутренний нагреватель, расположенный в центральной его части. Исходный раствор поступает тангенциально внутрь ци линдрического корпуса и получает некоторую степень пересыщения за счет подогрева от внутреннего нагревателя Образовавшиеся за счет этого кристаллы под действием центробежных сил . инерции движутся к стенкам аппарата и выводятся через разгрузочное устоойство d. Недостатком данного аппарата является невозможность получения кристаллического продукта заданной крупности с небольшим содер ; анием влаги. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является выпарной аппарат с распыливанием раствора, содержащий цилиндро-конический корпус с тангенциальным патрубком подачи газообразного теплоносителя, патрубок подачи кристаллизующегося раствора, устройство для выгрузки готового продукта и трубку для отвода парогазовой смеси, входной конец которой установлен по оси корпуса 2, Недостатком данного устройства является подача в рабочую камеру вместе с диспергированным продуктом значительного количества жидкости, которую требуется выпарить, что связано с большими энергозатратами или дополнительным расходом сушильного.агента.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение качества продукта за счет предварительного отделения жидкой фазы.

Цель достигается тем, что выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, содержащий цилиндро-конический корпус с тангенциальным патрубком подачи газообразного теплоносителя, патрубок, подачи кристаллизующегося раствора, устройство для выгрузки готового продукта и трубу для отвода парогазовой смеси, входной конец которой установлен по оси корпуса, снабжен сгустителем, установленным в верхней части корпуса и выполненным в виде цилиндрической камеры с вертикальными расширяющимися книзу щелями и направляющими планками, укрепленными на ее наружной поверхности, при этом сгуститель снабжен сливной трубой, а патрубок подачи раствора подключен к нему тангенциально.

Аппарат может быть снабжен нагревателями , размещенными снаружи корпуса и по его оси.

На фиг. 1 изображен выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 .

Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов включает цилиндрическую камеру 1 с патрубком подачи раствора 2, сливной трубой 3, вертикальными расширяющимися книзу щелями и направляющими планками 5. расположе.нными в нижней части цилиндрической камеры 1 для придания выходящему продукту движения по касательной траектории, цилиндро-конический корпус 6с тангенциальным патрубком 7 подачи газообразного теплоносителя, внутренний нагреватель 8, внешний нагреватель 9, расположенный по всей длине конической части корпуса 6, трубу для отвода парогазовой смеси, состоящую из патруб.ка 10 и улавливающей воронки 11, устройство 12 для выгрузки готового продукта.

Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов работает следующим образом.

Пересыщенный раствор с затравкой (мелкими кристаллами), служащей центрами кристаллизации, подается под избыточпым давлением в цилиндрическую камеру 1 через тангенциальный патрубок подачи раствора 2 и закручивается. В пересыщенном растворе за счет Перемешивания, вызванного закруткой потока, на поверхности частиц затравки происходит процесс интенсивной кристаллизации. В поде действия центробежных сил инерции кристаллы перемещаются к стенкам камеры 1 аппарата и по винтовой траектории направляются к разгрузочному устройству, выполненному в виде вертикальных расширяющихс книзу щелей i с большим основанием в части камеры 1 . Форма щелей обусловлена наличием в верхней (узкой их части, где концентрация твердой фазы у стенок камеры 1 еще незначительна, большего сопротивления выходящему из них потоку. В нижней расширяющейся части щелей концентрация твердой фазы у стенок достаточно велика и сопротивление сгущенному потоку следует снижать. Вследствие такой конструкции щелей крупные кристаллы выводятся сразу же из их верхней части, а более мелкие, увлекаемые вращающимся потоком, перемещаются к основанию камеры, продолжая свой рост, и удаляются из камеры 1 через расширяющиеся участки этих щелей. Обеденный маточный раствор выводится в центральной зоне через сливную трубу 3- Сгущенный поток, содержащий кристаллы, поступает в циJ индpo-кoничecкий корпус 6, сохраняя вращательное движение, за счет наличия направляющих планок 5, установленных по всей высоте щелей 4. Одновременно в корпус 6 через тангенциальный патрубок 7 вводится под давлением теплоноситель (инертный по отношению как к маточному раствору, так и к кристаллической фазе), который имеет аналогичное направление вращения, что и сгущенный поток, поступающий из камеры 1. Подхваченная потоком газа с температурой значительно превышающей температуру испарения раствора, сгущенная фракция содержащая кристаллы, дробится этим газовым потоком на капли и начинается интенсивный процесс выпаривания жидко фазы. Частицы кристаллического вещества под действием центробежных сил инеции отбрасываются к стенкам корпуса 6 и по спир,али перемещаются к устройству для выгрузки готового продукта 12. Во избежание образования из крупных капель раствора пленки жидкос и на стенках корпуса 6, а также для досушки выгружаемого через устройство 12 продукта, корпус в его конической части снабжен внешним нагревателем 9, который обеспечивает нагрев стенок конуса, вызывающий испарение пленки жидкости. Парогазовый поток перемещается в центральную зону кожуха и через улавливающую воронку 11 и патрубок 10 выводится из аппарата. Конструкция трубы для отвода парогазовой фазы, выполненная с возможностью осевого перемещения, позволяет снизить до минимума унос мелких частиц высушиваемого продукта и капель раствора парогазовым потоком через патрубок 10 Расположенный в центральной части аппарата вдоль оси его внутренний нагре ватель 8 в зоне патрубка 10 препятствует конденсации паровой фазы на более холодных стенках этого патрубка. В средней зоне корпуса 6 нагреватель обеспечивает испарение капель жидкой фазы, которые не испарились при контакте с высокотемпературной газовой фазой и попали в приосевую зону аппарата., В устройстве 12 для выгрузки готового продукта нагреватель 8 осуществляет окончательную подсушку выгружаемого конечного продукта. Возможно также организовать многократное Прохождение маточного раствора, выводимого из сливной трубы 3 через аппарат с целью наиболее полного выделения кристаллического вещества. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает возможность проведения одновременно процессов кристаллизации и классификации, а также получения высушенного продукта необходимой крупности и влагосодержания в одном аппарате, что . позволяет значительно интенсифицировать проведение этих процессов, снизить материалоемкость оборудования и существенно сократить производственные площади, что особенно важно в условиях действующих и вновь проектируемых производств. Формула изобретения 1.Выпарной аппарат для кристаллизующихся растворов, содержащий цилинд-. ро-конический корпус с тангенциальным патрубком подачи газообразного теплоносителя, патрубок подачи кристаллизующегося раствора, устройство для выгрузки готового продукта и трубу для отвода парогазовой смеси,, входной конец которой установлен по оси корпуса, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения качества продукта за счет предварительного отделения жидкой фазы, он снабжен сгустителем, установленным в верхней части корпуса и выполненным в виде цилиндрической камеры с вертикальными расширякмцимися книзу щелями и направляющими планками, укрепленными на ее наружной поверхности при этом сгуститель снаб-. жен сливной трубой, а патрубок подачи раствора подключен к нему тангенциально.. 2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что он .снабжен нагревателями , размещенными снаружи корпуса и по его оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №688201, кл. В DID 9/02, 1979. 2.Патент США № , кл. , 1968. /I 7 flФиг.