Вакуум-кристаллизатор

 

ВАКУУМ-КРИСТАЛЛИЗАТОР по авт, св. № 990252, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, увеличения .удельной производительности аппарата и размеров кристаллов, улучшения однородности и гранулометрического состава кристаллов путем наложения пульсаций на в аимодействующие фазы, дополнительного диспергирования , перемешивания раствора и предотвращения инкрустирования стенок , испаритель снабжен свободно размещенным на валу дополнительным диском с отверстиями,- соосными с отверстиями в перфорированном диске, и закрепленными на нем нижними концами упругими пластинами, верхние свободные концы которых расположены равномерно по окружности в зазоре ежду форсунками сегнерова колеса и стенками испарителя. (Л

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЕМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЫ ТБУ (61) 990252 (2!) 3622893/23-26 (22) 11.07.83 (46) 23.11.84. Вюл. ¹ 43 (72) Г.Н.Петыхина, M.Х.Кишиневский и И.И. Слюсарев (71) Воронежский технологический институт (53) 66.065.52.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 990252, кл, В 01 D 9/02, 1980. (54) (57) ВАКУУИ-КРИСТАЛЛИЗАТОР по авт. св. № 990252, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена, увеличения .удельной производительности аппарата и размеров кристаллов, улучшения однородности и гранулометрического состава кристаллов путем наложения пульсаций на взаимодействую щие фазы, дополнительного диспергирования, перемешивания раствора и предотвращения инкрустирования сте» .нок, испаритель снабжен свободно размещенным на валу дополнительным диском с отверстиями, соосными с отверстиями в перфорированном диске, н закрепленными на нем нижними концами упругими пластинами, верхние свободные концы которых расположены равномерно по окружности в зазоре одежду форсунками сегнерова колеса и стенками испарителя.

1 1124

Изобретение относится к химической и пищевой промышленности и может быть использовано для получения кристаллических веществ из пенящихся, инкрустирующих поверхность испари5 теля, а также токсичных растворов.

По основному авт.св. Р 990252 из-— вестен вакуум-кристаллизатор, содержащий испаритель со свободно посаженным на питающую трубу сегнеровым колесом, валом и перфорированным диском с пластинами-гребками, кристаллораетитель и насос, соединенные между собой нагнетательной, питающей, сливной и всасывающей трубами (I 3.

Недостатком известного вакуумкристаллиэатора является малоэффективное использование энергии, сообщаемой жидкости насосом. Гидравлическая энергия жидкости, вводимая в распределительную головку сегнерова колеса, расходуется на вращение перфорированного диска с пластинамигребками в растворе (457), сегнерова колеса в паровой фазе (20X ), на преодоление гидравлических сопротивлений каналов гидропривода и форсу1нок. Оставшаяся часть вводимой энергии представляет кинетическую энергию струй жидкости, вытекающих из форсунок. Это часть энергии (ЗОХ расходуется в основном на удар о внутреннюю поверхность корпуса, что предотвращает инкрустнрование стенок аппарата по окружности в месте уда- 35 ра струи, а также на распыл раствора и струйное разрушение пены. Такое использование кинетической энергии струй недостаточно эффективно для процесса кристаллизации и предотвра- 40 щения инкрустирования стенок аппарата.

Цель изобретения — интенсификация процесса массообмена, увеличение удельной производительности аппарата и размеров кристаллов, улучшение однородности и гранулометрического состава кристаллов путем наложения пульсаций на взаимодействующие фазы, до50 нолнительного диспергирования, перемешивания раствора и предотвращение инкрустирования стенок.

Поставленная цель достигается zeM, что в устройстве испаритель снабжен свободно размещенным на валу дополнительным диском с отверстиями, соосйыми с отверстиями в перфорированном . дйске, и закрепленными на нем ниж996 1 ними концами упругими пластинами, верхние свободные концы которых расположены равномерно по окружности в зазоре между форсунками сегнерова колеса и стенками испарителя.

На фиг.l схематично показано предлагаемое устройство, разрез, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l.

Кристаллизатор состоит из вакуумиспарителя 1, содержащего подводящую трубу 2, на которой свободно установлено сегнерово колесо 3 с форсунками 4 и валом 5, на нижнем конце которого закреплен перфорированный диск. 6 с пластинами-гребками 7 и свободно относительно вала раэмщен дополнительный диск 8 с упругими пластинами 9, сливной трубы 10, кристаллорастителя 11, имеющего успокоительную решетку 12 и два сливных патрубка 13 и 14. Пластины-гребки 7 расположены с небольшим зазором относительно стенок аппарата, их верхние концы прикреплены к диску 6, а ниж-. ние соединены между собой. Упругие пластины 9 нижними концами закреплены на дополнительном диске 8, а верхние концы пластин — свободные, равномерно располагаются в кольцевом пространстве между форсунками 4 и стенками испарителя I. Перфорированный

6 и дополнительный 8 диски имеют симметрично расположенные отверстия или прорези, выполнены с минимальным зазором относительно стенок испарителя и размещены с посадкой скольжения относительно друг друга. Аппарат снабжен циркуляционным контуром, включающим в себя всасывающий 15 и нагнетательный 16 трубопроводы, насос 17 и патрубок 18 для подвода питающего раствора.

Вакуум-кристаллизатор работает следующим образом, По замкнутому контуру, образованному испарителем 1, сливной трубой

10, кристаллорастителем ll, всасывающим 15 и нагнетательным 16 трубопроводами, насосом 17 и питающей трубой 2 создается циркуляция раствора. Горячий питающий раствор через патрубок 18 подается во всасывающий трубопровод 15 насоса 17, в котором смешивается с циркулирующим маточным раствором и вместе с ним выбрасывается в испаритель в виде струй из форсунок.4 сегнерова колеса 3, Струи раствора, вытекающие из форсунок 4, производят периодические уда1124996 4

3. ры по свободным концам упругих пластин 9. При этом энергия удара струй расходуется частично на.диспергирование раствора, частично преобразуется в упругую энергию пластин 9, кото- 5 рая затем расходуется на колебательное перемешивание раствора. С поверхности струй и капель диснергированного раствора и,.„:ет интенсивное испарение, эа счет чего раствор охлаждается и в нем создается пересыщение, вызывающее кристаллизацию. Под действием реактивных сил вытекающего из форсунок раствора сегнерово колесо

3 вращается вместе с перфорированным диском 6 и пластинами-гребками 7.

Выходящие из форсунок струи раствора вместе с сегнеровым колесом, вращающимся в сторону, противоположную выходу струй, производят струйное и механическое разрушение пены. Вращающийся перфорированный диск 6 с пластинами-гребками 7 увеличивает время пребывания кристаллов в испарителе и препятствует образованию отложений на стенках конической части аппарата.

Под действием ударов струй раст,вора о гибкие пластины 9 дополнитель ный диск 8 начинает вращаться вместе с ними с небольшой скоростью в сторону движения струй раствора..Вращающиеся упругие пластины 9 осуществляют дополнительное механчческое перемешивание раствора, интенсифицируя

35 процесс и одновременно препятствуя образованию инкрустаций на цилиндрической поверхности испарителя. При вращении дисков 6 и 8 происходит пе-, риодическое совмещение отверстий или

1 прорезей в них, через которые раствор периодически поступает в нижнюю часть испарителя. Так как верхний дополнительный диск 8 вращается с небольшой скоростью, то пульсация

45 раствора через сов1 ещающиеся отверстия в дисках осущестрляется в различных по окружности точках. Частота пульсаций и амплитуда их регулируется за счет изменения площади жи50 ваго сечения и формы отверстий или прорезей в дополнительном диске 8 ( на фиг.2 показано одно отверстие. в дисках }. Пульсация, сообщаемая раствору в испарителе, передается также раствору, стекающему по трубе 10

55 в кристаллораститель 11, предотвращая инкрустацию на стенках сливной трубы и вымывая мелкие кристаллы из нижней части кристаллорастителя.

Продукционные кристаллы выводятся иэкристаллорастителя 11 через патрубок

13, а маточный раствор — через патрубок 14. Для уменьшения турбулиза-ции маточного раствора, поднимающегося вверх по кристаллорастителю, и предупреждения уноса через патрубок 14 и всасывающий трубопровод 15

1 крупных кристаллов крисэаллораститель

11 снабжен успокоительной решеткой 12.

Преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с известной следующие.

Установка в испарителе дополнительного свободно размещенного на валу диска с отверстиями, соосными с отверстиями в перфорированном диске, и закрепленными на нем нижними койцамй уйругими пластинами, позволяет осуществлять пульсации раствора через совмещающиеся в двух дисках отверстия. Благодаря медленному вращению дополнительного диска, совмещение отверстий в дисках происходит в различных точках по окружности, что позволит равномерно распределять пульсации по окружности. Пульсации, сообщаемые раствору в испарителе и стекающему по трубе в кристаллораститель раствору, .вместе с циркуляцией способствуют возрастанию относительной скорости кристаллов и раствора, что приводит к смыванию с граней кристаллов раствора, переставшего уже быть пересышенным, и замене

его свежим пересыщенным раствором, что, в свою очередь, приводит к интенсификации процессов массообмена, а следовательно, к увеличению удельной приозводительности аппарата, а также размеров кристаллов, улучшению однородности и гранулометрического состава их. За счет периодических ударов струй раствора о свободные концы упругих пластин происходит дополнительное диспергирование раствора, приводящее к увеличению поверх-. ности испарения, а следовательно, и к дополнительному охлади;дению и пересыщению раствора. Равномерное колеба тельное и механическое перемешивание раствора вращающимися вместе с дополнительным диском упругими пластинами также интенсифицирует процесс массообмена, улучшает однородность и гра-. нулометрический состав кристаллов и препятствует образованию отложений ча цилиндрической поверхности испа1124996

Фиг.2

Составитель А. Сондор

Техред Л.Коцюбняк Корректор И.Демчик

Редактор Н.Яцола

Заказ 8351/6 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 рителя. Интенсивное .перемешнвание раствора в испарителе, интенсивная циркуляция его через зону кипения, т.е. зону максимального пересыщения, позволяют поддерживать в ней большое количество кристаллов, которые быстро снимают это пересыщение при росте, снижая тем самым скорость образования.новых зародышей. Все описанное позволяет без дополнительного ввода энергии в аппарат увеличить производительность по соли аппарата диаметром 1200 мм для кристаллической соды до 5,0 т/сут, по сравнению. с производительностью известного аппарата 4,4 т/сут, а также увеличить размеры кристаллов готового продукта, с 1,0-2,0 мм до 1,3-2,6 мк.