Установка для очистки сахарсодержащего раствора
Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для очистки сахарсодержащего раствора известью и сатурационным газом, содержащим диоксид углерода. Установка для очистки сахарсодержащего раствора включает каскадно расположенные аппарат горячей дефекации и сатуратор, имеющий цилиндрический корпус, соединенные переливным трубопроводом. В корпусе сатуратора в наджидкостном пространстве расположено устройство для улавливания отработанного сатурационного газа. Это устройство состоит из цилиндрического колпака и прикрепленного к нему конического зонта с зазором относительно стенки корпуса. Под нижней кромкой зонта также с зазором расположена коническая тарелка, прикрепленная к стенке корпуса и служащая для стекания раствора в его нижнюю часть. Сатуратор снабжен струйным насосом для предварительной сатурации дефекованного раствора отработанным сатурационным газом, расположенным снаружи корпуса сатуратора и подключенным к переливному трубопроводу и к колпаку сатуратора. Выходной участок патрубка струйного насоса, отводящего предварительно отсатурированный раствор, расположен над колпаком. Изобретение обеспечивает увеличение степени использования диоксида углерода сатурационного газа, улучшение эффекта адсорбционной очистки сахарсодержащего раствора, улучшение фильтрационных и седиментационных свойств сатурационного осадка, уменьшение уноса воды и потерь теплоты из сатуратора в атмосферу вместе с водяным паром. 1 ил.
Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для очистки сахарсодержащего раствора, например диффузионного сока, или клеровки сахара-сырца.
Ближайшим аналогом предложенной является установка для очистки сахарсодержащего раствора [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Колос, 1998, с.254 и 255], включающая каскадно расположенные аппарат горячей дефекации и сатуратор, цилиндрический корпус которого соединен с указанным аппаратом переливным трубопроводом для самотека дефекованного раствора и снабжен газораспределителем подаваемого сатурационного газа.
Недостатками известной установки являются низкий коэффициент утилизации диоксида углерода из сатурационного газа вследствие недостаточно развитой поверхности массопередачи при барботировании сатурационного газа через слой дефекованного раствора; относительно низкая эффективность адсорбционной очистки в результате образования при противоточном взаимодействии жидкой и газовой фаз крупных и неоднородных кристаллов карбоната кальция; неудовлетворительные фильтрационно-седиментационные свойства сатурационного осадка.
Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента утилизации диоксида углерода из сатурационного газа; повышение эффекта адсорбционной очистки сахарсодержащего раствора и улучшение фильтрационных и седиментационных свойств сатурационного осадка.
Этот результат достигается тем, что в установке для очистки сахарсодержащего раствора, включающей каскадно расположенные аппарат горячей дефекации и сатуратор, цилиндрический корпус которого соединен с указанным аппаратом переливным трубопроводом для самотека дефекованного раствора и снабжен газораспределителем подаваемого сатурационного газа, в корпусе сатуратора в наджидкостном пространстве расположено устройство для улавливания отработанного сатурационного газа, состоящее из цилиндрического колпака и прикрепленного к нему конического зонта с зазором относительно стенки корпуса, а под зонтом также с зазором расположена коническая тарелка, прикрепленная к стенке корпуса и служащая для стекания раствора в его нижнюю часть, при этом сатуратор снабжен струйным насосом для предварительной сатурации дефекованного раствора отработанным сатурационным газом, расположенным снаружи корпуса сатуратора и подключенным к переливному трубопроводу и к колпаку сатуратора, причем выходной участок патрубка струйного насоса, отводящего предварительно отсатурированный раствор расположен над колпаком.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен продольный разрез установки для очистки сахарсодержащего раствора.
Установка для очистки сахарсодержащего раствора включает аппарат горячей дефекации 1 и сатуратор, имеющий цилиндрический корпус 2, соединенные переливным трубопроводом 3 для самотека дефекованного сахарсодержащего раствора, установленным наклонно вниз к сатуратору. Аппарат 1 снабжен в нижней части патрубком 4 подвода сахарсодержащего раствора и патрубком 5 подвода известкового молока, а в верхней части переливной коробкой 6 отвода дефекованного раствора. В переливном трубопроводе 3 снаружи корпуса 2 сатуратора расположен струйный насос 7, подключенный к трубопроводу 3 посредством патрубка 8 подвода жидкой фазы.
Цилиндрический корпус 2 сатуратора снабжен газораспределителем 9, расположенным в его нижней части. Для подачи газа в газораспределитель 9 предназначен кольцевой коллектор 10, имеющий патрубок 11 подвода свежего сатурационного газа. Патрубок 12 и трубопровод 13 с контрольным ящиком 14 служат для отвода отсатурированного раствора. В наджидкостном пространстве сатуратора расположено устройство для улавливания отработанного сатурационного газа, состоящее из цилиндрического колпака 15 и прикрепленного к нему конического зонта 16, установленного с зазором относительно стенки цилиндрического корпуса 2. Под нижней кромкой зонта также с зазором относительно нее расположена коническая тарелка 17, прикрепленная верхней кромкой к стенке корпуса и служащая для стекания предварительно отсатурированного раствора в нижнюю часть сатуратора. Внутренняя полость колпака 15 сообщена трубопроводом 18 со струйным насосом через патрубок 19 подвода газовой фазы. Выходной участок патрубка 20 струйного насоса, отводящего предварительно отсатурированный раствор, расположен над колпаком 15. В верхней части корпуса сатуратора имеются каплеотбойник 21 и вытяжная труба 22.
Установка работает следующим образом.
В аппарат 1 горячей дефекации через патрубок 4 подают подогретый сахарсодержащий раствор, а через патрубок 5 подводят известковое молоко. Сахарсодержащий раствор и известковое молоко в аппарате 1 перемешивают и после выдерживания отводят через переливную коробку 6. Из аппарата 1 дефекованный раствор самотеком поступает по наклонному переливному трубопроводу 3 через патрубок 8 в струйный насос 7, где осуществляется первая ступень предварительного сатурирования раствора за счет интенсивного смешивания его с отработанным сатурационным газом. После струйного насоса предварительно отсатурированный раствор поступает далее в корпус 2 сатуратора, где осуществляется вторая ступень барботажного сатурирования раствора, и он обрабатывается свежим сатурационным газом.
Свежий сатурационный газ на барботажную обработку дефекованного сахарсодержащего раствора поступает в аппарат 2 через патрубок 11, кольцевой коллектор 10 и равномерно распределяется по поперечному сечению емкости газораспределителем 9. Отсатурированный раствор через патрубок 12 по трубопроводу 13 поступает в контрольный ящик 14.
В струйном насосе за счет гидростатического давления, вызванного перепадом высоты по уровню раствора в аппарате горячей дефекации и сатураторе, раствор приобретает значительную скорость течения, кинетическая энергия его возрастает, а потенциальная уменьшается. При этом давление снижается и становится меньше атмосферного, то есть в трубопроводе 18 возникает разрежение. Вследствие разрежения отработанный после барботирования в нижней части сатуратора сатурационный газ, полностью улавливаемый под коническим зонтом 16 и цилиндрическим колпаком 15, отсасывается по трубопроводу 18 и поступает через патрубок 19 подвода газовой фазы в струйный насос 7. Одновременно стекающая с конического зонта 16 на коническую тарелку 17 цилиндрическая завеса раствора препятствует прямому пропусканию через нее отработанного при барботировании сатурационного газа и перекрывает непосредственный выход ему в вытяжную трубу 22.
В струйном насосе 7 происходит интенсивное смешивание потока дефекованного раствора с засасываемым отработанным сатурационным газом и достигается высокий коэффициент массопередачи. При этом происходит интенсивное и равномерное образование мелких кристаллов карбоната кальция (СаСО3), обладающих высокой адсорбционной способностью. В результате высокоразвитой поверхности кристаллов карбоната кальция несахара более полно адсорбируются на их поверхности.
Из струйного насоса 7 предварительно отсатурированный раствор переливается по выходному участку патрубка 20 струйного насоса на цилиндрический колпак 15 и, обтекая его, сливается через конический зонт 16 и коническую тарелку 17, заполняя нижнюю часть сатуратора.
В нижней части сатуратора раствор энергично контактирует с барботирующими ему навстречу пузырьками свежего сатурационного газа. При этом завершается процесс сатурирования - происходит дальнейший рост кристаллов СаСО3 и щелочность отсатурированного раствора доводится до заданной конечной величины.
Остаток дважды отработанного сатурационного газа проходит через каплеотбойник 21 и удаляется в атмосферу через вытяжную трубу 22.
Конструкция установки позволяет повысить степень использования диоксида углерода до 80-85% за счет абсорбции СО2 из уже отработанного сатурационного газа в струйном насосе. При этом абсорбируемый из сатурационного газа диоксид углерода используется для образования в дефекованном растворе уже на входе в сатуратор центров осадка СаСО3. Наличие центров осадка СаСО3 в растворе ускоряет кристаллизацию образующегося при сатурации карбоната кальция и обеспечивает получение растворов с хорошими фильтрационно-седиментационными свойствами.
Использование предлагаемой установки дает возможность по сравнению с прототипом:
- повысить степень использования диоксида углерода сатурационного газа за счет интенсификации процесса абсорбции CO2;
- улучшить эффект адсорбционной очистки сахарсодержащего раствора в результате лучшей адсорбции несахаров дефекованного сока или клеровки сахара-сырца;
- улучшить фильтрационные и седиментационные свойства сатурационного осадка;
- уменьшить унос воды и потери теплоты из сатуратора в атмосферу вместе с водяным паром, удаляемым с отработанным сатурационным газом.
Формула изобретения
Установка для очистки сахарсодержащего раствора, включающая каскадно расположенные аппарат горячей дефекации и сатуратор, цилиндрический корпус которого соединен с указанным аппаратом переливным трубопроводом для самотека дефектованного раствора и снабжен газораспределителем подаваемого сатурационного газа, отличающаяся тем, что в корпусе сатуратора в наджидкостном пространстве расположено устройство для улавливания отработанного сатурационного газа, состоящее из цилиндрического колпака и прикрепленного к нему конического зонта с зазором относительно стенки корпуса, а под зонтом также с зазором расположена коническая тарелка, прикрепленная к стенке корпуса и служащая для стекания раствора в его нижнюю часть, при этом сатуратор снабжен струйным насосом для предварительной сатурации дефекованного раствора отработанным сатурационным газом, расположенным снаружи корпуса сатуратора и подключенным к переливному трубопроводу и к колпаку сатуратора, причем выходной участок патрубка струйного насоса, отводящего предварительно отсатурированный раствор, расположен над колпаком.
РИСУНКИРисунок 1
