Способ кристаллизации расплавов

 

СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ, преимущественно труднокристаллизуемых веществ, включающий 32 2i подачу на охлаждаемую поверхность исходного расплава и газового потока, съем и выгрузку закристаллизовавщегося продукта , отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет создания дополнительного затравочного слоя и улучшения теплообмена, в газовый поток вводят частицы кристаллизуемого вещества в количестве 15-30% от производительности кристаллизатора, при этом температура потока ниже температуры плавления кристаллизуемого вещества. ХтЗаген/п

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(50 В 01 D 902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3499481/23-26 (22) 11.10.82 (46) 15.04.84. Бюл. № 14 (72) В. Г. Пономаренко, В. И. Бей, Г. Ф. Потебня и В. Д. Рашевский (53) 66.065.52 (088.8) (56) 1. Юхтин Н. И. и др.(<Химическая промышленность» 1971, № 8. (54) (57) СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

РАСПЛАВОВ, преимущественно труднокристаллизуемых веществ, включающий,.SU„„1085612 А подачу на охлаждаемую поверхность исходного расплава и газового потока, съем и выгрузку закристаллизовавшегося продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет создания дополнительного затравочного слоя и улучшения теплообмена, в газовый поток вводят частицы кристаллизуемого вещества в количестве 15-307о от производительности кристаллизатора, при этом температура по. тока ниже температуры плавления кристаллизуемого вещества..I Ill), г и рел в а рител ьн о охл а жденную за—.", анку крис-а.. лизуемого вещества в задан. м количес1не. При этом со стороны свобод и поверхности незакристаллизовавшегося, I:, я il I гни ается рост кристаллического оя:,о направлению к охлаждаемой стен1>, агодаря непосредственному контакт

::1.дварительно охлаждаемых частиц кри1О

У сталлизуемого вещества с незакристаллизовавшимся поверхностным слоем кристало лизуемого расплава, а также благодаря его обдуву охлажденным пылегазовым потоком, интенсифицируется процесс теплообмена, улучшается отвод тепла из образованных таким образом двух зон кристаллизации.

1!зобретс I;!, . с ., цессам хим ич а I,i. с к процессам !1р! (Х,,ОР >фОС, ПО .: !I .: j .; о, 1аКД С о,,1а /к.,l! с,. ;

Известен: б:.рис1;,;;!зацп <к плава хлорофоса II I .,:ср»»::и . Tl: B1, !, .» щЕГОСя, ОХЛаждаЕМО гп .,",уTðli I, „б. ; ваемого снаружи газовым огоком в..глаца.

Зарождение криc Tаллон I! I) I ý I 0м происходит первоначально на охлаждаемой поверхности, а дальше †- на поверхности закристаллизовавшегося слоя. Рост кристаллического слоя при этом способе ввеедения процесса кристаллизации преимущественно идет за счет направленного отвода тепла от расплава к хладагенту, охлаждающему внутреннюю поверхность вальца (1J.

Указанный способ характеризуется низкой эффективностью отвода тепла из зоны кристаллизации расплава из-за значительного и все время возрастающего термического сопротивления растущего слоя кристаллов. При этом обдув жидкой пленки расплава газовым потоком несколько интенсифицирует отвод тепла из зоны кристаллизации, однако этот процесс также затруднен из-за ее значительного термичес2 кого сопротивления.

Кроме того, способ обладает малой вероятностью осуществления роста слоя кристаллов без образования кристаллической фазы длительный промежуток времени (1-20 час.) . Это и является одной из причин

30 одностороннего роста слоя кристаллов на охлаждаемой стенке (от охлаждаемой стенки к свободной поверхности кристаллизуемого слоя) .

Указанные недостатки приводят к тому

У 35 что производительность данного способа и указанного устройства для его осуществления, при получении закристаллизовавшегося продукта, низка, и, как следствие, на проведение технологического процесса требуются значительные энергетические и капиталь- 40 ные затраты.

Целью изобретения является интенсификация процесса .за счет создания дополнительного затравочного слоя и улучшения теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу кристаллизации расплавов, преимущественно труднокристаллизуемых веществ, включающему подачу на охлаждаемую поверхность исходного ас и газового ового потока, съем и выгрузку закристаллизовавшегося продукта, в га газовыи поток вводят частицы кристаллизуемого вещества в количестве 15-30 о от производительности кристаллизатора, п и р, при этом температура потока ниже температуры плавления кристаллизуемого вещес

П и ества.

В- 55 ри таком способе ведения процесса на незакристаллизовавшийся слой расплава

На чертеже схематически изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из вальцевого кристаллизатора 1, включающего охлаждаемую поверхность-валец 2, привод 3 для непрерывного перемещения указанной поверхности, устройство 4 для нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, устройство 5 для съема корки закристаллизовавшегося продукта, газодувки 6, смесителя 7 для получения пылегазовой смеси, дозатора 8 затравки кристаллизуемого вещества, щелевых форсунок 9 для подачи пылегазовой смеси на незакристаллизовавшуюся поверхность расплава, циклона 1О для очистки отработанного газа от кристаллического вещества и теплообменника 11 для охлаждения газа, вывод которого соединен с газодувкой 6,, штуцеров ввода исходного расплава !2 в кристаллизатор, вывода из аппарата закристаллизовавшегося продукта 13 и пылегазового потока 14, подачи охлаждаемой кристаллической затравки 15, подачи и вывода хладагента 16 и 17, подачи и вывода теплоносителя 18 и 19 в руб ш б рр ашку о огрева устройства нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, а также штуцеров ввода и вывода хладагента 20 и 21.

Способ осуществляют следующим образом.

Горячий исходный расплав непрерывно подают через штуцер 12 в устройство 4 для нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, например, ванну кристаллизатора.

При контакте с охлажденной поверхностью вращающегося вальца 2 исходный расплав кристаллизуется, образуя кристаллический слой, который при выводе из расплава, находящегося в ванне 4, увлекает слой жидкого расплава. Подаваемый с помощью газодувки 6 охладительный газ в теплообменнике 1! смешивают в смесителе 1 с предварительно охлажденной затравкой кристаллизуемого вещества, поступающего в заданном количестве из дозатора 8, после чего, образованная таким образом пылегазовая смесь подается на незакристаллизовавшуюся поверхность расплава. Далее

1085612

3 происходит кристаллизация пленки расплава на поверхности вращающегося вальца, скалывание ножами 5 в виде чешуек продукта и отвода его через штуцер 13. Отработанный пылегазовый поток попутно очищает кристаллизатор от конденсирующих частиц, обдувает наружную поверхность вал ьца с неза кристаллизовавшейся пленкой расплава или слоем кристаллов и отводится через штуцер 14 в циклон 10, в котором происходит отделение указанных 1ð сконденсировавшихся частиц от газа. Отделенные таким образом сконденсировавшиеся частицы в дальнейшем используются в качестве затравки. Очищенный от кристаллов газ далее направляется в теплообменник 11, где охлаждается до задан- 15 ной температуры, и цикл его движения повторяетсяя.

В связи с тем, что в предлагаемом способе осуществляется одновременный рост кристаллического слоя от охлажденной поверхности к свободной поверхности расплава к охлаждаемой поверхности, достигается скорость процесса кристаллизации веществ почти вдвое большая, чем при прочих равных условиях по сравнению с известным способом кристаллизации расплавов.

Эффективность предлагаемого способа и

25 устройства обусловлена также тем, что существенно интенсифицирован теплообмен за счет непосредственного контакта охлажденной затравки с незакристаллизовавшейся увлеченной жидкой пленкой расплава и обдува ее охлажденным пылегазоЗР

Вым потоком Испо 1ьзоы, ни ы к че< тв затравки кристаллизуемого вещества улучшает качества получаемого продукта — его чистоту. Полезно используются сублимирующиеся кристаллы под кожухом аппарата, которые ранее загрязняли внутренние поверхности указанного кожуха и вентиляционные линии.

Выбранный диапазон подаваемого пылегазового потока в количестве 15-30о/ о от производительности кристаллизатора определяется требованием нанесения однородного слоя затравки, равномерно покрывающего поверхность незакристаллизовавшейся пленки расплава. При подаче пылегазового потока более 30% на поверхности жидкой пленки образовываются участки, содержащие избыток затравленных кристаллов, в форме выступов и неровностей.

Подача пылегазовой смеси менее 15% приводит к образованию участков на поверхности жидкой пленки, не покрытых затравочными кристаллами.

Использование кристаллов затравки со средним размером частиц до 20 мкм обеспечивает развитую поверхность контакта фаз, интенсифицирует теплообмен между охлажденными частицами и жидкой пленкой. При использовании затравочных кристаллов со средним размером более 200 мкм теплообмен между ними и жидкой пленкой ухудшается, так как уменьшается поверхность контакта фаз. Кроме того, поверхность жидкой пленки после ее кристаллизации становится шероховатой.

Составитель Н. Ненашева

Заказ 2106/5

Редактор М. Бандура Техред И. Верес К орректор . Тяско

А.

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная 4