Сублиматор-десублиматор

 

Изобретение относится к аппаратурному оформлению последовательного проведения процесса сублимации-десублимации и может быть использовано для получения химических реактивов и особо чистых химических веществ. Целью изобретения является интенсификация процесса десублимации и получение продукта заданного гранулометрического состава. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с обогреваемой зоной сублимации и охлаждаемой зоной десублимации дисперсный поток с частицами исходного вещества закручивается и разгоняется в улитке 2. В результате эффекта Ранка происходит энергетическое разделение потока. Пристенные слои потока с повышенной температурой поступают в зону сублимации. Несублимирующиеся примеси удаляются в конце зоны сублимации через патрубок 15. Образовавшиеся в зоне десублимации кристаллы чистого вещества через всасывающие патрубки, установленные на подвижной части 5 телескопической трубы, попадают во внутреннюю полость трубы и через неподвижную часть 6 трубы поступают в приосевую область пониженного давления в зоне сублимации, а затем выводятся из аппарата через патрубок 4. Подвижная часть 5 трубы заглушена и перемещается с помощью штока 8. Расход дисперсного потока через телескопическую трубу регулируется дросселем 9. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В О1 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4371835/23-26 (22) 26.01.88 (46) 07.12.90. Бюл. !! 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (72) Ю. Л. Ыевченко, В. А. Успенский, К. Ю. Ткач и В. M. Ващенко (53) 66.049.605(088.8) (56) Патент Франции М 2530481, кл. В 01 1) 7/02, 1984.

Кафаров В. В. и др. Системный анализ процессов химической технологии.—

M. Наука, 1983, с. 235, „„90„„1611366 А1.2 (54) СУБЛИМАТОР-ДЕСУБЛИИАТОР (57) Изобретение относится к аппаратурному оформлению последовательного проведения процесса сублимации-десублимации и может быть использовано для получения химических реактивов и

ocoGo чистых химических веществ. Целью изобретения является интенсификация процесса десублимации и получение продукта заданного гранулометрического состава. Аппарат содержит цилинд-. рический корпус 1 с обогреваемой зоной сублимации и охлахдаемой зоной десублимации. Перед зоной сублимации

1611366 диснерсный поток с частицами исходного вещества закручивается и разгоняется в улитке 2. В результате эффекта

Ранка происходит энергетическ е разделение потока. Пристенные слои пото†5 ка с повышенной температурой поступают в зону сублимации, Несублимирующиеся примеси удаляются в конце зоны сублимации через патрубок 15. Образо10 вавшиеся в зоне десублимации кристаллЫ чистого вещества через всасывающие патрубки, установленные на подвижной

Изобретение относится к аппаратам химической технологии для последовательного проведения процессов сублимации и десублимации для очистки ве- 2О ществ от примесей.

Цель изобретения — интенсификация

Процесса десублимации и получение

Продукта заданного гранулометрического состава. 25

На фиг. 1 показан сублиматор-деСублиматор, общий вид; на фиг. 2— сечение А-А »а фиг. 1; на фиг. 3— сечение Б-В на фиг. 1.

Сублиматор-десублиматор состоит из 3р корпуса 1, образованного двумя цилиндрическими обечайками разного диаметра. К корпусу присоединена улитка

2, имеющая патрубок 3 тангенциального ввода исходного продукта и выходной патрубок 4. По центральной оси

Сублиматора-десублиматора расположейа телескопическая труба, состоящая йз подвижной 5 и неподвижной б частей.

На заглушенном конце подвижной части 4О

5 телескопической трубы находятся всасывающие патрубки 7. Осевое перемещение подвижной части 5 телескопической трубы осуществляется с помощью штока 8, имеющего резьбовое соедине- 45 ние с дросселем 9. Последний имеет возможность осевого перемещения в сборнике 10, который соединен с фильтром-накопителем 11, имеющим патрубки вывода готового продукта 12 и отработанного газа 13. В средней части корпус аппарата имеет бункер l4 для сбора несублимированных примесей и патрубок 15 для их ввода, В верхней части корпус 1 имеет рубашку 16 с пат55 рубками подвода 17 и вывода теплоносителя 18, а в нижней части — рубашку

19 с па грубками нвопа 20 и вы|и да 2 1 хладагента 21.;!ля подачи исходного части 5 телескопической трубы, попадают во внутреннюю полость трубы и через неподвижную ч сть 6 трубы поступают в приосевую область понижен ного давления в зоне сублимации, а затем выводятся из аппарата через пат рубок 4..Подвижная часть 5 трубы заглушена и перемещается с помощью штока 8. Расход дисперсного потока через телескопическую трубу регулируется дросселем 9. 3 ил.

1 продукта в улитку 2 слулмт шнековый дозатор 22, который соединен с бункером 23 (фиг. 2), Подвижная часть 5 телескопической трубы закрыта заглушкой 24, к которой крепится шток 8. В местах крепления патрубков 7 к подвижной части 5 трубы в последней выполнены окна 25 для прохода дисперсного потока во внутреннюю полость трубы.

Сублиматор-десублиматор работает следующим образом, Исходное вещество поступает в сублиматор-десублиматор совместно с предварительно нагретым газом через патрубок 3. ) исперсный поток закручивается в улитке 2 и разгоняется до скорости около 4ОО м/с, В результате эффекта Ранка происходит энергетическое разделение потока на горячий и холодный (по сравнению с температурой входящего газа), а в приосевой зоне холодного потока образуется область пониженного давления. Кросталлы сублимируемого вещества отбрасываются к стенке аппарата и перемещаются в пристенном горячем потоке газа в зону сублимации. Температура газа и стенок в зоне сублимации выше температуры сублимации перерабатываемого продукта.

Для создания необходимой температуры в зоне сублимации в рубашку .16 через патрубок 17 подается теплоиоситель, который отводится через патрубок 18, Происходят интенсивный теплообмен твердой фазы с несущим потоком и нагретыми стенками аппарата, дробление частичек продукта о стенки и его сублимация .

Часть образовавшихся паров может попадать в приосевую область с пониженными цавлением и температурой. В результате происходит процесс десублимапин, и обра зовавииеся кристаллы

1б113бб продукта удаляю1 ся совместно с холодHhl11 газовым потоком через патрубок 4, Другая часть парс в сублимированного вещества совместно с примесями движется в вихревом потоке газа в зону десублимации. Твердые примеси центробежной силой отбрасываются к стенке аппарата, попадают в бункер 14 и выводятся из аппарата через патрубок 15, Зона десублимации охлаждается хладагентом, циркулирующим в рубашке

19. При движении потока вдоль оси а6парата уменьшаются окружные скорости, что снижает радиальный градиент статического давления, и вихревой поток от стенок распространяется к центру.

Температура вихревого потока при этом убывает по радиусу в направлении оси сублиматора-десублиматора. Режим работы подбирается так, чтобы температура пристенных слоев газового потока в зоне десублимации была выше температуры начала десублимации паров вещества. Образование кристаллов вещества происходит в слоях газового потока, удаленных от стенки, температура которых соответствует температуре начала десублимации. Налипание полученных кристаллов на стенке исключается из-за обтекания ее высокоскоростным потоком. Интенсивная турбулентная диффузия в высокоскоростном потоке способствует интенсификации процесса теплообмена между холодными и горячими слоями газового потока, что увеличивает эффективность процесса десублимации.

Образовавшиеся кристаллы транспортируются газовым потоком в сборник

10, откуда вместе с потоком газа поступают в фильтр-накопитель 11 готового продукта. Мелкие кристаллы готового продукта оседают на фильтрун;— щей ткани фильтра-накопителя 11, а окончательно очищенный от твердых частиц газ выходит через патр бок 13.

Скопившийся в фильтре-накопителе 11 чистый продукт периодически подается через патрубок 12 вывода готового продукта на фасовку.

Часть образовавшихся кристаллов попадает во всасывающиеся патрубки 7.

Перемещая вдоль оси аппарата подвижную часть 5 -елескопической трубы, с

I помощью штока 8 можно регулировать расположение патрубков 7 в зоне десублимации, а следовательно, можно регулировать гранулометрический состав отбираемых кристаллов, производя забор дисперсного потока в разных сечениях десублимационной эоны. Движение кристаллов по телескопической трубе происходит вследствие разности давлений на ее концах, поскольку открытый торец трубы находится в области пониженного давления. Иэ неподвиж— ной части 6 трубы кристаллы поступают в центральную зону с низкой температурой. Поскольку на оси аппарата тангенциальная составляющая скорости потока мала, кристаллы чистого продукта не отбрасываются на стенки аппарата, а движутся с приосевым холодным потоком газа к выходному патрубку 4. При этом вылетающие из трубы кристаллы вещества играют роль центров десублимации для приосевого парогазового по тока, что также интенсифицирует процеас десублимации, 10

Формула изобретения щ Сублиматор-десублиматор, содержащий цилиндрический корпус с обогреваемой зоной сублимации и охлаждаемой зоной десублимации, патрубок ввода исходного продукта, патрубки для вывода примесей и готового продукта, 35 отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса десублимации и получения продукта заданного гранулометрического состава, он

4О снабжен вихревым энергоразделителем, выполненным в виде улитки, установ - ленной соосно с корпусом перед зоной сублимации, и телескопической трубой с одним заглушенным торцом, располо45 женной вдоль оси корпуса, открытый конец трубы неподвижно установлен в зоне сублимации, а заглушенный конец трубы — B зоне десублимации с возмож ностью продольного перемещения и снабжен всасывающими патрубками, входные отверстия которых развернуты навстречу потоку, при этом патрубок ввода исходного продукта установлен тангенциально на улитке, а один из

55 патрубков вывода готового продукта расположен на поверхности улитки вдоль ее оси.

1611366

Составитель В. Золотов

Редактор И. Горная Техред Л.Олийнык Корректор М.Иароши

Заказ 3784

Тираж 545

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101