Пульсационный кристаллизатор

 

1. ПУЛЬСАЦИОННЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР , включающий секционированный корпус с горизонтальным полуцилйндром в верхней части и установленным соосно с ним валом с радиальной перегородкой , трубчатое охлаждающее устройство с коллек горами для ввода и вывода хладоносителя, вертикальную перегородку с каплевидным обтекателем,приспособление для вводараствора с коллекторной камерой, приспособление для вывода раствора, устройство для , вывода кристаллов, содержащее полуцилиндры и коллекторы с патрубками, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта по фракционному составу и повышения производителы сти , приспособление для ввода раствора снабжено соединенными с корпусом двумя перевернутыми желобами , выполненными с отверстиями в нижней части и пластинами, соединенными с желобами и установленными на расстоянии друг от друга,при этом кол лекторная камера установлена под же лобами , а полуцилиндры размещены между пластинами. 2.Кристаллизатор по п. 1, о т л и чающийся тем, что, приспособление для вывода раствора вьтолнено в ( виде трубы со щелевым вырезом,разме- (Л щенной вдоль образующей горизонтального полуцилиндра. 3,Кристаллизатор по пп. 1 и 2 , ртли ч ающийс я тем, что кон цы теплообменных труб и трубные решетки выполнены с теплоизоляционным покрытием со стороны ввода хладоносителя , а коллекторы для ввода и вывода хладоносителя снабжены распределисо сд тельными пластинами. QD D д

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3C5D В 01 D 9 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3540807/23-26 (22) 10.01. 83 (46) 07 ° 06.84, Бюл. Р 21 (7-2) В.П.Белонощенко, Ю.С.Васильев, Г.A,Ìîðäîâåö, В.Г.Петрищев, В . Г. Пономаренко, A . Г. Венжега И И, П.Клыков (71) Украинский ордена Знак Почета научно-исследовательский углехимический институт (53) 66.065,52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 747487, кл, В 01 D 9/02, 1978, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3340517/26, кл. В 01 D 9/02, 1981 (прототип), (54)(57) 1, ПУЛЬСАЦИОННЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР, включающий секционированный корпус с горизонтальным полуцилиндром в верхней части и установленным соосно с ним валом с радиальной перегородкой, трубчатое охлаждающее устройство с коллекТорами для ввода и . вывода хладоносителя, вертикальную перегородку с каплевидным обтекателем, приспособление для ввода раствора с коллекторной камерой, приспособление для вывода раствора, устройство для вывода кристаллов, содержащее полу„.$0„„10Щ922 A цилиндры и коллекторы с патрубками, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта по фракционному составу и повышения производительности, приспособленйе для ввода раствора снабжено соединенными с корпусом двумя перевернутыми желобами, выполненными с отверстиями в нижней части и пластинами, соединенными с желобами и установленными на расстоянии друг от друга,при этом кол лекторная камера установлена под желобами, а полуцилиндры размещены между пластинами.

2. Кристаллиэатор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, приспособ.ление для вывода раствора выполнено í Q виде трубы сощелевым вырезом,размещенной вдоль образующей горизонтального полуцилиндра.

3. Кристаллизатор по пп. 1 и 2 о т л и ч а ю m и и с я тем, что кон- цы теплообменных труб и трубные решет- Я ки выполнены с теплоиэоляционным покрытием со стороны ввода хладоносите- Вам ля, а коллекторы для ввода и вывода хладоносителя снабжены распределительными пластинами. CO

10959 22

Изобретение относится к аппаратур ному оформлению процесса кристаллизации и может найти применение в коксохимической, химической и других отраслях промышленности.

Известен аппарат для кристаллизации, включающий корпус, патрубки для подачи сжатого газа, установленные на крышке, а также вертикальную перегородку с каплевидным .обтекателем.

Однако наличие пневматической пульсационной системы, а также вывод про 1укционных кристаллов в виде суспенЭии непосредственно иэ рабочего объе ма кристаллизатора затрудняют его эксплуатацию в непрерывном стационарном15 режиме, что снижает его производительность и качество продукта f1 J.

Наиболее близким к предлагаемому является пульсационный кристаллиэатор, включающий секционированный корпус с горизонтальным полуцилиндром в верхг ней части и установленным соосно с ним валом с радиальной перегородкой, трубчатое охлаждающее устройство с коллектором для ввода и вывода.хладоносителя и вертикальную перегородку с каплевидным обтекателем, приспособление для ввода раствора с коллекторной камерой, приспособление для вывода раствора, устройство для вывода кристаллов, содержащее горизонтальные полуцилиндры и коллекторы с и атрубками, При возвратно-поступательном вращении вала радиальная перегородка перемещается внутри горизонтального по-З5 луцилиндра, что приводит к устойчивому колебательному движению раствора и кристаллов в межтрубном пространстве охлаждающего устройства кристаллизатора. Вывод продукционных кристаллов с 40 помощью вертикального канала с полуцилиндрами, установленного в центральной части днища кристаллизатора, обеспечивает стационарный гидродинамический режим в зоне охлаждения и поз-45 воляет автоматизировать процесс выгрузки 2 1, Однако в известном кристаллизаторе конструкция нижней частй, включающей .коллекторные трубы для ввода исходного раствора и вертикальный канал прямоугольного сечения с полуцилиндрами большего и меньшего радиуса, сложна в. изготовлении, поскольку трудно выдержать одинаковые боковые зазоры между коллекторными камерами и наклонными стенками днища. Следовательно, такая конструкция приспособления для ввода исходного раствора не может обеспечить равномерное по поперечному сечению аппарата распределение кристал-. 60 лизуемого раствора, Имеет место неравномерный по сечению вывод раствора через верхний патрубок, В аппарате отсутствует возможность регулирования величины пото-65 ка хладоносителя на входе и выходе н горизонтальном ряду теплообменных трубок, а также происходит большой теплосъем вблизи трубных решеток.

В результате по трубам, расположенным ближе. к центру, будет проходить больше хладоносителя, чем на периферийных участках, что приведет к неравномерной тепловой нагрузке охлаждающего устройства. С другой стороны, наличие значительного теплосъема вблизи трубных решеток, где имеют место застойные эоны и неблагоприятная для кристаллизации гидродинамика потока раствора, приведет к появлению инкрустации стенок аппарата, Совокупность изложенных недостатков приводит к снижению производитель— ности аппарата и ухудшению качества продукта °

ПЕль изобретения — улучшение качества продукта по фракционному составу и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в пульсационном кристаллизаторе, включающем секционированный корпус с горизонтальным полуцилиндром в верхней части и установленным соосно с ним валом с радиальной перегородкой, трубчатое охлаждающее устройство с коллекторами для ввода и вывода хладоносителя, вертикальную перегородку с обтекателем, приспособление для ввода раствора с коллекторной камерой, устройство для вывода кристаллов, содержащее полуцилиндры и коллекторы с патрубками, приспособление для ввода раствора снабжено соединенными с корпусом двумя перевернутыми желобами, выполненными с отверстиями в нижней части и пластинами, соединенными с желобами и установленными íà расстоянии друг от друга, при этом коллекторная камера установлена под желобами, а полуцилиндры размещены между пластинами, Приспособление для вывода раствора выполнено в виде трубы со щелевым вырезом, размещенной вдоль образующей горизонтального полуцилиндра, Концы теплообменных труб и трубные решетки выполнены с теплоизоляционным покрытием, а коллекторы для ввода и вывода хладоносителя снабжены распределительными пластинами, Указанные конструктивные отличия позволяют при больших габаритах аппарата равномерно по поперечному сечению распределять подачу питающего и вывод маточного растворов,Плотный слой кристаллов в центральной части днища аппарата с боков и снизу омывается исходным подогретым раствором, что предотэ ащарт сокристаллиэацию частиц и забивку разгрузочного устройства, Кроме того, возможно быст рое и полное опорожнение аппарата.

Исключается также возможность локаль1095922 ных переохлаждений кристаллизуемого раствора, приводимых к интенсивному зародышеобразованию и инкрустации охлаждающих поверхностей, особенно вблизи трубных решеток.

На фиг. 1 приведена схема пульсационного кристаллиэатора, вид спереди с разрезом и вырезами; на фиг. 2 то же, вид слева.

Пульсационный кристаллизатор состоит из секционированного корпуса, Центральная секция 1 корпуса представляет собой трубчатое охлаждающее устройство, включающее теплообменные трубы 2, трубные решетки 3, коллекторы для входа 4 и выхода 5 хлад- 15 агента с распределительными пластинами 6 с изменяющимся проходным сечением, а также переточные коллекторы 7 и патрубки для ввода 8,9 и вывода 10, 11 хладоносителя. Концы теп- 20 лообменных труб 2 и трубные решетки

3 со стороны ввода хладоносителя имеют теплоизоляционное покрытие 12.

В нижней секции 13 корпуса разме щены два перевернутых желоба 14, вер- 25 тикальные торцы которых жестко связаны со стенками секции 13 и пластинами 15. Желоба 14 установлены на перфорированные участки днища 16 и имеют отверстия 17, К днищу 16 крепится горизонтальная коллекторная ка- ЗО мера 18 с наклонным патрубком 19 и вертикальный патрубок 20, который пе ресекает камеру 18. Между пластинами

15 установлены полуцилиндры 21, концы которых закреплены в соответствую- З5 щих вырезах наклонных стенок 22 корпуса. С внешней стороны стенок 22 напротив вырезов размещены коллекторы 23 и 24 с патрубками -25 и 26, а к патрубку 26 присоединен патрубок 27. 40

Верхняя секция 28 корпуса кристаллиэатора снабжена радиальной перегородкой 29, закрепленной на валу 30, установленном по оси горизонтального полуцилиндра 31 с помощью подаипни- 45 ков 32 и кронштейнов 33. По верхней образующей полуцилиндра(31 установлена труба 34 со штуцером 35. Труба

34 сообщается с внутренним пространством кристаллизатора через щелевой вырез 36 .

Верхнюю и среднюю секции корпуса кристаллизатора по оси пересекает вертикальная перегородка 37, которая в нижней части заканчивается каплевидным обтекателем 38.

В верхней секции корпуса имеется байпасный трубопровод 39 с задвижкой

40, а в нижней — патрубок 41, Наличие перевернутых желобов 14 с отверстиями 17, установленных на пер- 60 форированные участки днища 16, а также пластин 15, горизонтальной коллек. торной камеры 18, наклонного 19 .и вертикального 20 патрубков и трубы

34 со щелевым вырезом 36 и штуцером п

35 обеспечивают эффективное распределение кристаллиэуемого раствора пп всему сечению аппарата и надежнув, бесперебойную работу узла выгрузки продукционных кристаллов.

Установка подшипников 32 с помощью кронштейнов 33 вне корпуса аппарата исключает корроэионное воздействие на ннх агрессивных сред и позволяет осуществлять качественную герметиэаО цию рабочего объема кристаллиэатора, что обеспечит длительнув работоспособность механического пульсатора.

Установка распределительных пластин 6 в коллекторах для ввода и вывода 5 хладоносителя, а также теплоиэоляционное покрытие 12 концов теплообменных труб и трубных решеток со стороны ввода хладоносителя позволит,избежать локальных переохлаждений кристаллиэуемого раствора, благодаря чему предотвращается или снижается вероятность спойтанной кристаллизации и инкрустации теплообменной поверхности

Пульсационный кристаллиэатор работает следующим образом.

Приводимый в движение вал 30 колеблет радиальную перегородку 29, которая создает пульсацию раствора в аппарате. В пусковой период по патрубку 19 подается суспензия с целью соз11ания в межтрубном пространстве охлаждающего устройства пульсирующего слоя кристаллов заданной порозности и заполнения кристаллами объема, ограниченного пластинами 15, После этого. в патрубок 19 подают подогретый насыщенный раствор (без кристаллов), а в патрубок 8 — охлаждающую воду.

Исходный раствор, поступая в каллекторную камеру 18 по штуцеру 19, обогревает центральную часть днища

l6 и делится на два равных потока.

Каждый из потоков через отверстия в днище 16 поступает под желоба 14, где обогревает пластины 15, еще раэ перераспределяется с помощью отверстий 17 и входит в слой кристаллов, препятствуя его осаждению. Перемещаясь снизу вверх в пульсирующем режи— ме, раствор охлаждается поверхностью труб 2 с одновременным снятием пересыщения поверхностью кристаллов и покидает аппарат через щелевой вырез 36. С помощью патрубков 35, 8 и трубы 42 маточный раствор направляется в нижнюю секцию охлаждающего устройства в качестве хладоносителя, где он.подогревается и уже ненасыщенным выводится через патрубок 11.

В процессе кристаллизации по мере накопления массы кристаллов в объеме аппарата и, следовательно, увеличения сопротивления слоя, замеряемого через патрубок 41, по патрубку

25 подают раствор, который, проходя од полуцилиндрами 21> увлекает крисаллы и выводится в виде продуктовой

1095922

22 суспенэии по патрубку 26. При этом уплотненный, слой частиц между пластинами 15 перемещается вниз, а новые порции наиболее крупных кристаллов непрерывно осаждаются, заполняя .укаэанное пространство до верхней кромки пластин 15. Выгрузка кристаллов прекратится, если это же количество раствора подавать по патрубку 27. От. крытием задвижки 43 аппарат может быть полностью опорожнен через патру. 10 бок 20.

Охлаждающая вода поступает по патрубку 8 в коллекторную камеру 4. . Здесь благодаря распределительным пластинам 6 с отверстиями поток воды более равномерно распределяется по трубам 2. Аналогичное происходит на выходе воды иэ охлаждающего устройства. Так как вблизи трубных решеток

3 имеет место ламинарный режим течения и снижается эффективность снятия пересыщения поверхностью кристаллов, то при значительных разностях температур тепло- и хладоносителей указанная зона является наиболее подверженной инкрустации. Однако в результате наличия теплоизоляционного покрытия 12 на данных участках поверхности значительно снижается интен.сивность охлаждения раствора.

Вследствие установки подшипников

32 на кронштейне 33 увеличивается их срок службы, улучшается обслуживание как подшипников, так и уплотнений 44, а также облегчается центровка вала 30 относительно горизон гального полуцилиндра 31.

Пуск механического пульсатора прй заполненном аппарате может быть облегчен открытием задвижки 40 на байпасном трубопроводе 39.

Предлагаемый кристаллизатор позволяет получать крупнокристаллический продукт узкого фракционного состава, повышать как удельную производительность, так и единичную мощность (по выпускаемой продукции) аппаратуры данного типа эа счет увеличения габаритов, а также обеспечивает надежность и бесперебойность работы при длительной эксплуатации, 1095922

2f И (pe . 2

Составитель Л.Эпштейн

Редактор Н.Стащишина Техред Т.Фанта . Корректор Л.Пилипенко

Заказ 4055/46 Тираж 682 Подписное !

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ., r. Ужгород, ул. Проектная, 4.