Дисковый кристаллизатор

 

1. ДИСКОВЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий расположенные один над другим диски, вьшолненные в виде тонкостенных тарелок, герметично соединенных между собой кольцевыми перегородками, образунндими каналы для движения хладоносителя, и разделенные цилиндрическими обечайками , образующими междисковые камеры , в которых установлены мешалки. / отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счёт уменьшения инкрустации теплопередающей поверхности, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на расстоянии один от другого и направленными выпуклостями поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение. 2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что, гофры расположены радиально концентрическими рядами кольцевыми перегородкаг., при этом расстояние между гофрами в смежных i рядах.увеличивается от центра к периферии диска. (Л

СО03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 8 01 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ l4306PETEHNfl

К ДВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ = „ .. / (21) 3444526/23-26 (22) 28. 05. 82 (46) 30.12.83. Вюл. 9 48 (72) А.И.КаЛмьяков и А.Л.Марченко (53) 66.065. 52 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 787054, кл. В 01 0 9/02, 1976 (прототип). (54)(57) 1. ДИСКОВЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий расположенные один над другим диски, выполненные в виде тонкостенных тарелок, герметично соеднненных междУ собой кольцевыми перегородками, образующими каналы для движения хладоносителя, и разделенные цилиндрическими обечайками, образующими междисковые камеры, в которых установлены мешалки, „„SU„„063428 А отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса эа счет уменьшения инкрустации теплопередающей поверхности, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на расстоянии один от другого и направленными выпуклостями поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение.

2. Кристаллиэатор по и. 1, отличающийся тем, что, гофры расположены радиально концентрическими рядами между кольцевыми перегородками, при этом расстояние между гофрами в смежных рядах увеличивается от центра к периферии диска.

1063428

55 бО б5

50

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к охлаДительным кристаллиэаторам с очищаемой теплопередающей поверхностью, предназначенным для кристаллизации из растворов солей, растворимость которых уменьшается с понижением температуры.

Известен дисковый кристаллизатор, включающий горизонтально расположенные диски, разделенные обечайками, в которых установлены вращающиеся скребк>л, диски, выполненные в виде тонкостенных усеченных конусов, направленных меньшими основаниями вниз и снабженных профильными прокладками, герметично установленными между ними 1 j.

Несмотря на то, что в известном ,аппарате достаточно высокая интенсивность теплопередачи за счет применения тонколистового металла и большая производительность за счет более развитой поверхности теплообмена, в аппарате значительное инкрустирование теплопередающей поверхности диска кристаллами и невысокая турбулизация пристенных слоев как со стороны суспензии, так и со стороны хладоносителя.

Цель изобретения — интенсификация процесса кристаллизации эа счет повышения коэффициента теплопередачи и уменьшения инкрустации теплопередающей поверхности.

Указанная цель достигаешься тем, что в кристаллизаторе, содержащем расположенные один над другим диски, выполненные в виде тонкостенных тарелок, герметично соединенных между собой кольцевыми перегородками, образующими каналы для движения хладоносителя, и разделенные цилиндрическими обечайками, образующими междисковые камер, в которых установлены мешалки, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на расстоянии один от другого и направленными выпуклостью поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение.

Крогле того, гофры расположены радиально концентрическими рядами между кольцевыми перегородками, при этом расстояние между гофрами в смежных рядах увеличивается от центра к периферии диска.

На фиг. 1 показан дисковый кристаллизатор, общий вид; на фиг. 2 план расположе)«ия гофр на тарелках дисков; »а Фиг. 3 — расположение гофр по ок»ужности разверну— тых каналов для хладоноситсл - и межДзсковой камеры.

Дисковый кг>ис капли затор состоит из вертикальн г з Hàáoðà дисков 1, собранных поочередно с обечайками 2 в вертикальный пакет на станине 3, закрытый крышкой 4 и стянутый шпильками 5. Через центр пакета проходит вал 6, передающий вращение мешалкам 7, установленным в междисковых камерах 8 таким образом, что одна пара мешалок турбулизует слой у верхней, а вторая — у нижней поверхности диска. Диски снабжены штуцерами для подачи 9 и отвода 10 хладоносителя и выполнены из тонкостенных тарелок с гофрами 11,направленными выпуклостью внутрь, и гофрами 12, направленными выпуклостью наружу диска. В крышке 4 расположены штуцер 13 для к одачи исходного раствора, а в станине — штуцер 14 для вывода полученной в аппарате суспензии. Гофры расположены на тарелках радиально концентрическими рядами 15 с шагом вдоль радиуса тарелки, равным шагу и ширине каналов для движения хладоносителя, а расстояние между гофрами в смежных концентрических рядах увеличивается or центра к периферии диска. Высота гофр, направленных выпуклостью внутрь и наружу диска, составляет 5-10- соответственно от высоты каналов 16 для движения хладоносителя и высоты междисковой камеры 8. Нижним диском аппарата является диск 17, а верхним диск 18.

Кристаллизатор работает следую— шим образом.

Исходный раствор поступает через штуцер 13 и последовательно проходит через междисковые камеры 8. Хладоноситель поступает через штуцер 9 в нижний диск 17 аппарата, движется по кольцевым каналам 16 в противо" токе к охлаждаемому в междисковой камере 8 раствору и отводится из штуцера 10 (фиг. 2) верхнего диска

18 (фиг. 1) . В процессе охлаждения происходит пересыщение раствора, вызывающее образование и рост кристаллов. Мешалки 7 кристаллизатора кроме процесса перемешивания сообщают суспензии необходимую угловую скорость движения по кольцевой междисковой камере 8. В каждом местном сужении камеры, образованном гофрами 12 (фиг. 2 ), образуются турбу— лентные вихри, которые разрушают ламинарный пристенный слой суспенэии, увеличивая интенсивность теплоотдачи и предупреждая образование устойчивой инкрустации теплопередаю - щей стенки диска. В связи .с тем, что время существования турбулентных вихрей невелико, необходимо соэДание условий для их постоянного зарождения в потоке, что и достигается за счет создания определенного числа гофр 11 и 12 (фиг. 2) в каж1063428 дом концентричном ряду 15 (по окружности) .

Аналогичное явление имеет место в зонах сужения сечения кольцевых каналов с .хладоносителем, образованного гофрами 11. Здесь, кроме прямой интенсификации теплоотдачи, имеет место предупреждение загрязнения внутренней поверхности каналов диска механическими примесями и отложение солей жесткости, что увеличива10 ет межпромывочный пробег аппарата.

Продукционная суспензия отводится из аппарата через штуцер 14. Высота 15 гофр, расположенных как в каналах 1б с хладоносителем, так и в междисковых камерах 8 аппарата, должна составлять 5-10% их высоты., Уменьшение высоты гофр ниже 5Ъ не дает, эф- 2О фекта разрушения пограничного ламинарного слоя, а увеличение высоты гофр более чем на 10Ъ приводит к резкому повышЕнию гидравлических потерь, а следовательно, к черезмерным энергетическим затратам без пропорциональнога увеличения коэффициен та теплоотдачи.

В связи с тем, что при постоянной угловой скорости потока в междисковой камере линейная скорость потока суспензии увеличивается от центра к периферии, расстояние между гофрами в концентрических рядах также меняется: от меньшего расстояния между гофрами в центре к большему расстоянию на периферии. Это связано с тем, что при большей скорости потока время существования турбулентных вихрей более продолжительно. Поэтому черезмерное насыщение гофрами периферийных зон создает только дополнительные гидравлические сопротивления движуцемуся потоку без увеличения коэффициента теплоотдачи.

Предлагаемый кристаллизатор не только более эффективен по своим показателям<но и обладает меньшей металлоемкостью, что позволяет снизить капитальные затраты на производство и оснащение узла кристаллизации.

1063428

ВНИИПИ 3 акаэ 10 399/7 Тираж 688 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная,4