Многоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка

 

Йзобретемие относится к химической промышленности и позволяет снизить энергозатраты и повысить надежность. Установка включает последбвателъио соединенные переточными , трубами 10 и 9 соответственно для суспензии и маточного раствора, крийталлизаторы (К) А, Б, В. Каждый К содержит центральную трубу 2, отстойную камеру (ОК) А и наружный коИ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (1В (И>

SU ( (51) 5 B 01 D 9/02

А1

ГОСУД АРС ТВЮ1НЫЙ НОМИТа.Т СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЯ И OTHPblTPO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

\ .. (46) 23.08.90. Бюл. Н" 31 (21) 3972568/23-26 (22) 10. 11. 85 (72) Г.П. Варанов, А. Н. Смолин, Л.Т. Цветкова, В.А. Постников и В.А. Рябков (53) 66.065.$2.05 (088. 8) (56) Поэин М.Е. Технология минераиь" ных удобрений. И.: Химия, 1974, с. 274-275.

Тодес О.М., Себало В.А, Гольцнкер А.Д. Массовая кристаллизация из растворов. Л.: Химия, 1984, с. 163164, рис. VIII-3. (54) МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ВАКУУМ-KPHCTAJIЛИЗАЦ(ЙННАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение относится к хими" ческой промышленности и позволяет снизить энергозатраты и повысить на, декность. Установка включает последовательно соединенные переточными трубами 10 и 9 соответственно для суспензия и маточного раствора, крибталлнзаторы (К) А, Б, В. Каждый К содержит центральную трубу 2, отстойную камеру (ОК) 4 и нарул яый коК13 9969 тур циркуляции маточного раствора с циркуляционным насосом б,соединенным всасывающей линией 7 с ОК 4, а нагнетательной - с нижней частью К, Переточные трубы 10 для суспенэни снабжены струйныии насосами 11, соединенными с нагнетательной линней циркуляционного насоса 6. Каждый К снабжен сосудом 15 и соединенным с

OK 4 вертикальным стояком 20 с переливным щтуцером 21. Стояк 20 выполнен с возможностью вертикального перемещения и установки щтуцера 21 на высоте аЬ (0,6-1,2)0 от верхнего торца центральной трубы 2, где 0диаметр цвнтральиой трубы 2. Исходный раствор лодввтся черве втуцер 2В

Передача маточного раствора из ступени s ступень осуществляется из верк-, ней части ON 4 .через стояк 20 свмоте. ком по лереточным трубам ТИ 9, à ле редача суспенэии - через сосуды 15, переточные трубы 1О и струйные насо. г 11. Готовый продукт выводится ло трубам !О последнего по ходу К, 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к многоступенчатым вакуум-кристаллиэационным установкам, применяемым для получения различных кристаллических продуктов иэ растворов в крупнотоннажных производствах химической, металлур- . гической промыиленности, в производ-. стве удобрений и других отраслях.

0елью изобретения является снижение энергозатрат и повьпке. ие эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображена схема многоступенчатой вакуум-кристаллиэационной установки (трубы для раствора обозначены сплощными линиями, трубы для суспенэии и паровоэдущной смесипунктирньми. и ттрихпунктирными линиями соответственно на фиг. 2 — ступень кристаллизации; на фиг. 3 — узел

Х на фиг. 1; на фиг. 4 — вариант кои— структивного выполнения узла 1 на фиг. 1; на фиг. 5 — узел .II на фиг.1.

Многоступенчатая вакуум-кристаллиэационная установка (см. фиг. 1) включает ступени А, Б, B кристаллизации. Число ступеней кристаллизации может быть любыи, но не менее двух, и определяется технико-экономическим расчетом либо технологическими требованиями. Каждая ступень кристаллизации выполнена в виде кристаллизатора, имеющего корпус 1, цеятральную трубу 2, внутреннюю цилиндроконичес.кую перегородку 3, которая образует в корпусе кристаллизатора отстойную камеру 4 ° Кристаллиэаторы каждой

5

10 ступени снабжены встроенным в центральную трубу 2 струйным насосом 5, создающим внутреннюю циркуляцию суспензии в корпусе 1. Вместо струйного насоса для этих целей может быть использован также осевой насос. Кристаллиэаторы каждой ступени А, Б...В имеют также наружный контур циркуляции иаточного раствора, содержащий циркуляционный насос 6, который соединен всасывающей линией 7 с отстойной камерой 4, а нагнетательной лини. ей 8 — с нижней частью корпуса 1 кристаллиэаторов. Каждая ступень А, Б, В кристаллизации подсоединена одна к другой отдельными переточными трубами 9 и 10 для раздельной подачи соответственно осветленного маточного раствора и суспенэни. Переточные трубы 1О для суспенэии снабжены струйными насосами 11 (на фиг. 1 этот участок переточных труб условно изображен укрупненным), соединенными при помощи трубопроводов 12 с нагнетательными линиями 8 циркуляционных насосоа б последующих ступеней. Так, переточная труба 10, по которой осуществляется подача суспензии из хорпуса 1 ступени А кристаллизации в кор пус 1 ступе.ни Б кристаллизации, содержит струйный насос 11, соединенный при помощи трубопровода--12 с нагне ательной линией 8 циркуляцйонного насоса 6 ступени Б кристаллизации. В

35 свою очередь переточная труба 10, по которой осуществляется подача суспен1379969 эии иэ корпуса 1 ступени Б кристаллизации в корпус 1 ступени В кристаллизации, содеринт. струйный насос 11, соединенный трубопроводом 12 с нагие\ 5 тательной линией 8 циркуляционного насоса 6 ступени В- кристаллиэации, н т .д. Струйный насос 11 имеет коническую насадку 13, которая размещена соосно с дереточной трубой 10 и обращена меньшим основанием 14 B сто" рону движения суспенэии (направление двимення суспенэии показано стрелкой), т.е. в сторону, последующей ступенн кристаллизации. Переточнь1е тру" бы 10 для суспенэии соединены с сосудами 15, которые при помощи трубопроводов 16 соединены с нижней частью отстойных хамер 4- Сосуды 15 снаб*ены переливными патрубками 17, .верхние кромки которых расположены на 100-300 мм выше верхнего торца 18 центральной трубы 2. Переливные патрубки 17 снабжены эапорно-регулирующими устройствами 19. Суспензия про- 25 дукционных кристаллов выводится из последней ступени В кристаллизации по трубе 10.

Какдая с1упень А, Б...В кристаллиз а ции сна Gxe на вертикальным Сто я- ур ком 20, который соединен с верхней частью отстойной камеры 4 (зока осветленного маточного раствора) . Стояки 20 содержат боковые переливные штуцеры 21, которые размещены на высоте 4h от верхних торцов 18 центральных труб 2. Высота расположения бокового переливного штуигра 21 определяет оптимальный рабочий уровень н кристаллнэаторе каждой ступени, 10 который зависит от концентрации кристаллов в циркулирующей суспензин, а также физико-химических свойств раствора, и подбирается эмпирически н процессе пусконаладочных работ. Высота размещения боковых переливных штуиерон 21 определяется соотношением b,h =- (0,6-1,2)D, где D — диаметр центральных труб 2. Вертикальные стояки 20 и боковые перелинные штуцеры 21,выполнены с возможностью перемещения по вертикали. Вертикальныь стояки 20 н боковь1е переливные штуцеры 21 содержат фланпеные разъемы

22 в которые могут вставляться смен1 ° 55 иые патрубки 23 необходимой длины.

Боковые перелиниые штуцеры 21 ступеней А, Б, В кристаллизации соединены переточными трубами 9 для освет- ленного маточного растовра с всасывающими линиями 7 циркуляционнык Hh. сосов 6 последующих ступеней кристаллизации. Боковой переливной штуцер 21 последней ступени криствллиэнции В соединен с трубой 9, по кото -" рой выводится иэ установки, осветленный маточный раствор.

Вертикальные стояки 20 и сосуды 15 кристаллиэаторов каждой ступени

А, Б...В соединены трубопроводами

24 и 25 с- сепараторами 26. На верхней части сепараторов 26 имеются щтуцеры. 27 для отвода вторичного пара. Ступень А кристаллизации имеет размещенный на всасывающей линии 7 циркуляционного насоса 6 штуцер 28 для подачи исходного горячего раствора.

Иногоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка подготавливается к пуску и работает следующим образом.

Все ступени А; Б.;.В наполняют исходным горячим раствором или охлажденной суспензией до необходимого уроння. Затеи включают циркуляционные насосы 6 для создания циркуляции раствора, а также системы конденсации (на схеме не показаны) вторичного пара и создания разрежения в ступенях А, Б, В кристаллизации. При достижении необходимого разрежения в сепараторах 26, которое устанавливают изменяющимся от ступени А к ступени В с минимальным значением в ступени А и максимальным в последней ступени В, начинают непрерывно поданать исходный горячий раствор через штуцер 28 при закрытых запорно-регулирующих устройствах 19 на сосудах

1S. Передача раствора из ступени н ступень осущестнляется из верхней части отстойных камер 4, где находится осветлеикый маточный раствор, по стоякам 20 и через боковые переливные .штуцеры 21 самотеком по переточиым трубам 9 во всасывающие линии 7 каж.дой последующей ступени кристаллиза1 ции. Путем перемешения по вертикали стояков 20 и боковых пере>.инных штуцеров 21 (например, подбором необходимо и длины сменных патрубков 23) подбирают оптимальный рабочий уровень.в казкдой ступени кристаллиза щ и. Перегретый раствор, подаваемый насосами 6 в нижнюю часть корпусов 1, смешивается в центральных трубах 2 с

1379969 расТвором, циркулирующим в кащдом корпуса )° . Смесь эа.счет neperpess вскипает в сепараторах 26 íà выхода иэ Мнтральнмх труб 2, самоиспвря- > ясь с образованием пересыщения. Вторичный вар,.получавший при самоиспв рении раствора, удаляется черев втуцеры 27, а на пересыщенного раствора происходят образование и рост крис- 10 таллов. Такой режим работы многоступенчатого вакуум-кристаллизатора поддерживается до накопления в циркулирующей суспенэии кавдой ступени

А1 Б...В заданной. концентрации

15 кристаллов, необходимой для получения крупнокристаллического продукта и устранения образования инкрустаций.

После накопления в корпусах 1 необходимой массы кристаллов иа сосудах

15 открывают эапорно-регулирующие устройства 19 и устананлинают оптимальный переток суспенэин иэ кристаллизатора ступени А х кристаллиэатору последней ступени В. Переток суспен-, 25

l зии от ступени А к ступени В и вывод суспенэии продукционных кристаллов иэ ступени В происходят по трубопроводам 16 через сосуды 15 и переточйые трубы 10. Снабкение каждой ступени кристаллизации вертикальными стояками, соединенными с отстойными камера-. ми 4 и всасывающими линиями 7 циркуляционных насосон 6 последующих ступеней кристаллизации, позволяет обеспечить постоянный переток осветленного маточного раствора и сохранять оптимальный рабочий уровень циркулирующей суспенэии в кристаллиэаторах ступеней А, Б...В. В переточные трубы 10 постоянно подается с большой скоростью струя осветленного маточного раствора, которая янляется дополнительным побудителем движения суспеиэии и постоянно промывает пере45 точные трубы 10, исключая забивку их кристалламн.

В случае аварийного прекращения подачи питания через штуцер 28 прерывается поступление исходного перег—

50 ретого раствора но всасывающую лимию

7 циркулнциониого насоса 6, постепеи— но уровень раствора н кристаллиэаторах ступеней А, Б. ..В понимается до отметки, определяемой поло кением перелинных латрубкон 17, в сосудах

15, т.е. кристаллизаторы ступеней А, Б...В остаются заполненными сусиенэией ныл с нерхкего торца 18 центральHl4w труб 2 и в них нроаолвавй инTelIcIIsIIBII циркуляция суспенэин, кото-. рая исключает вовмовность инкруста ций на внутренним поверхностях корпусов 1 к1 исталлиэаторов, центральных трубах 2, цилиндроконическнх перегородках 3 и в нарукных контурах циркуляции маточного раствора. В этот период переточные трубы,9 для осветленного маточного раствора такте свмоочнщаются, поскольку они соединены с всасывающими линиямн 7 циркуляционных насосов б, работающих под более глубоким вакуумом и как бы подсасынающих раствор иэ переточных труб, 9, соединяющих соседние ступени.

Что касается переточмых труб 1О для, суспенэин, то онн постоянно промываются циркулирующим раствором, поступающим от нагнетательиых линий 8 циркуляционных насосон 6.

Использование многоступенчатой вакуум-кристаллиэационной установки с циркулирующей суспенэией позволяет снизить энергетические. затраты при работе аппарата эа счет ликвидации насосов для перекачки мехду ступенями суспенэии и осветленного маточного раствора, упростить схему обняэки и регулирования крнсталлиэнтора, понысить надежность эксплуатации аппарата °

Формула изобретения

1. Иноцоступенчатая вакуум-кристаллизационная установка, включающая не менее двух последовательно соединенных переточными трубами для суспенэии и маточного раствора кристаллиэаторон, ка кдый иэ которых содержит центральную трубу, отстойную, камеру и наруккый контур циркуляции маточного раствора с циркуllRUHQHHblM насосом, соединенным всасывающей линией с отстойной камерой, а нагнетатель-. ной — с ни*ней частью кристаддиэаф < тора, отличающаяся тем, что; г целью снимке п я э н ер гетич ес ких затрат и повышения эксплуатационной надежности, кал;дая пере точная труба суспензии снабжена струйным насосом, соединенньи с нагнетательной линией цирхуляиионного на соса последующего кристаллиэатора, а каждый кристалли- эатор снабжен соединенным с отстойной камерой.вертикальным стояком с парелиннцм штуцером, соединенным, пе137 9969 реточной трубой маточного раствора с всасывающей линией цнркуляционного насоса последующего кристаллнэатора.

2. Установка по и. 1, о т л и ч аю щ а я с а там, что вертикальный стояк с цереливньи атуцером выполнены с воэмо!юностью вертикального перемещенн!1) при этом переливнпй втуцер угтановлен на высоте d h от верхнего торца центральной трубы, определяемой соотношением dh > (0)6- 1)2)D, где Dдиаметр центральной трубы.

1379969

add l3uiAN) Тираж 555 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3088

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Эпштейн

Редактор 3, Бородкина Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец