Аппарат для кристаллизации

 

()747487

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресвубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.04.78 (21) 2602617/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М.К .

B01 D 9/02

Государстееииый комитет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень №26

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 66.065..52 (088.8) по делам изобретений и открытий

В. П. Белонощенко. В. Е. Привалов, Л. Ф. Мараховский, В. Г. Пономаренко, К. П. Ткаченко, А. Г. Венжега и Н. Г1. Леонов (72) Авторы изобретения

Украинский научно-исследовательский углехимический институт «Ухин» и Украинский научно-исследоьательский институт химического мап иностроения (71) Заявители (54) АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к аппаратам для кристаллизации солей из растворов охлаждением через стенку и может найти применение в коксохимической и химической промышленности.

Известны кристаллизаторы с охлаждающей поверхностью в зоне роста кристаллов, которые состоят из корпуса, теплообменного и перемешивающего устройства, а также приспособлений для ввода и вывода раствора (1).

Принцип действия данных аппаратов основан на охлаждении исходного раствора теплообменом через стенку в присутствии кристаллов, поддерживаемых во взвешенном состоянии посредством перемешивающих устройств (главным образом за счет циркуляции раствора) .

Основными недостатками указанных аппаратов являются малая удельная производительность и инкрустация охлаждающей поверхности вследствие невысокой турбулентности, наличия застойных зон и низкой концентрации твердой фазы в суспензии у охлаждающей поверхности теплообменного уст ройства, а также низкое качество получаемого продукта по фракционному составу и крупности кристаллов.

Известен аппарат-кристаллизатор, охлаждаемый посредством принудительной циркуляции. состоящий из секционного корпуса, внутри которого расположены трубчатое теплообменное устройство и вертикальная перегородка, которая установлена только в верхней и нижней частях аппарата (2).

Кристаллизатор снабжен также патрубками для ввода и вывода раствора и имеет циркуляционный насос.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор, поступая в кристаллизатор, смешивается с циркулирующим раствором, содержащим кристаллы. При этом, проходя через теплообменное устройство в восходящем и нисходящем потоках, он охлаждается посредством теплопередачи до состояния пересыщения. В результате этого происходит возникновение зародышей и рост кристаллов. Полученные кристаллы вместе с отработанным раствором выводятся в верхней части аппарата. Циркуляция суспензии осуществляется насосом, расположенным в нижней части аппарата.

747487

Недостатком данного аппарата яв, IHEтс» невозможность получения крупнокристял лического монодисперсного продукта вследствие интенсивной циркуляции суспензии, осуществляемой осевым насосом.

Цель изобретения — улучшение фракционного состава, получение круп»окристаллического продукта и повышение удельной производительности аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что и аппарате верхний конец вертикальной перегородки жестко соединен с крышкой ап- 10 парята, а нижний конец ее расположен под теплообменным устройством и снабжен отсекателем.

Кроме того, аппарат снабжен горизонтальным м желобом, расположен ны м по обе

15 стороны вертикальной перегородки в верхней части аппарата и гидрозатвором, соединенным с помощью сливных труб с желобом, а крышка снабжена патрубками вводя и вывода газа.

Указанные конструктивные отличия поз- 20 воляют осуществить V-образное возвратнопоступательное движение суспензии в зоне охлаждения, благодаря чему обеспечивает ся о»тимальный гидродинамический режим. необходимый для интенсиф»капни процессов те»ло- и массопередачи и получения и круп нокристаллического продукта.

На фиг. 1 приведена пригщипнальная схема предложенного аппарата для кристалл»я»;;и,, вид спереди с разрезом; »а фиг. 2его вид слева.

Аппарат для крисгя;I IIIHHIjHH состоит из корпуса 1, расширяющег ся в верхней и сужающегося в нижней чатсях и имеющего трубу 2. Сверху корпуса размещена крышка 3, которая снабжена патрубками ввода и вывода газа 4 и жестко соединена с вертикальной перегородкой 5.

В средней части аппарата смонтировано те:!лообменнос устройство 6, состоящее из труб 7, закрепленных на двух противоположных стенках корпуса и переточных кол- 4„ лекторов 8, снабженных патрубкями ввода

9 и 10 и выводя 11 и 12 хладоносителя.

Вертикальная перегородка 5 установлена параллельно трубам 7 теплообменного устройства и снабжена»а нижнем конце

»од теплообменным устройством 6 обтска- 4 телем 13, имеющим каллевидное сечение.

В верхней части аппарата по обе стороны вертикальной перегородки 5 установлен

I îð IçîHTàëüíûé желоб 14, соединенный слив»ы „и трубами 15 с гидрозатвором 16.

В нижней части аппарата установлен, труба 17 с двумя фланцами 18 и перфорацией 19 на нижней образующей, предназначенная для ввода исходного раствора по всему сечению аппарата. Патрубок 20 предназначен для вывода суспензии, а штуцер ss

21 — для опорожнения аппарата. Аппарат набжен также пластина»H 22, штуцерами

23, 24 и 25.

На уровне»pj)E . IHBIIol!) желоба 14 усгя говленные»ластины 22 расположены парял ельно сте»кам желоба 14 и кор»хса 1.

Наличие вертикальной перегородки 5, жестко соединенной с крышкой аппарата 3, я также патрубков ввода и вывода газа 4

H гидрозятворя 16 позволяет создавать поочсрсд»о в левой и правой части газового

»рос гранства аппарата избыточное давление, что обес»ечивает V-образную пульсацию суспензии с определенной частотой и амплитудой колебания.

Установка под теплообменным устройством 6 обтекателя 13, которым заканчивается нижний конец перегородки 5, позволяет при пульсации устранить завихрения жидкости и равномерно по сечению аппарата в нижней части теплообменного устройства распределить ее поток.

Горизонтальный желоб 14 служит для равномерного и быстрого вывода раствора в процессе пульсации, а пластины 22 при этом устраняют горизонтальное колебание поверхности раствора.

Труба 2 корпуса 1 предназначена для первоначального заполнения кристаллизационного объема аппарата слоем кристаллов.

Аппарат для кристаллизации работает следующим образом.

Исходный раствор по трубе 17 непрерыв»о подается в нижнюю часть аппарата.

Через патрубки 4 поочередно то в правой, то в левой части газового пространства, образованных перегородкой 5, создается давление. Благодаря этому в кристаллизаторе достигается V-образное возвратно-поступательное движение раствора. После этого зона теплообменного устройства 6 кристаллизатора заполняется слоем кристаллов посредством загрузочной трубы 2.

По достижении требуемой частоты и амплитуды колебаний суспензии в межтрубном пространстве теплообменного устройства 6, соответствующих частоте и BEëH÷Hне создаваемых импульсов давления в правой и левой частях газового пространства кристаллизатора в патрубок 9 подается охлаждающая вода.

Раствор, проходя слой кристаллов в зоне теплообменного устройства 6, охлаждается теплообменом в режиме пульсации с одновременным снятием пересыщения поверхностью кристаллов. Гидродинамический режим в зоне теплообменного устройства 6, установившийся в результате пульсации суспензии, создает наиболее благоприятные условия для интенсивного протекания процессов тепло- и массопередачи и роста кристаллов при незначительном зародышеобразовании.

В расширяющейся части корпуса ап»арата 1 маточный раствор отдслястся от твердой фазы благодаря се»яр ции и синхронно частоте пульсации, переливается порция747487

MH через кромк«,: ;."-,::.:; н «а I!!!:! «) кег«г)ба

14, затем по слииlhD«т1);«)а . 1;) «оо «сред но то с правой, то с лев«)г««ж-ги аппарата в равных количествах вывг>диг«)я в гидрозатвор 16. Отсюда ox;«d жде il i! ы и раствор забирается насосом через шт:.««ср 23 и подается в патрубок 10 теплоооменного устройства 6 в качестве хладоносителя. В результате теплообмена с исходным раствором маточни к подогревается и возвращается ненасыщенным в гидрозатвор 16 через штуцер 24. Это позволяет сократить 1о расход охлаждающей воды и теплоносителя.

По сливному штуцеру 25 цодогретый насыщенный раствор выводится из аппарата.

Из нижней части аппарата через патрубок 20 непрерывно или периодически выво1$ дится суспензия крупнокристаллического продукта.

Предлагаемый аппарат позволяет обеспечить производство крупнокристаллического монодисперсного продукта при высокой zo удельной производительности и незначительном расходе газа невысокого давления (например коксового после газодувок цеха улавливания). Кроме того, сокрашается расход охлаждающей воды.

Формула изобретения

1. Аппарат для кристаллизации, включак)щий секционированный корпус с крышкой и вертикальной перегородкой, теплообменное устройство и устройства для ввода и вь«вг)да раствора, отличающийся тем, что, с целью улучшения фракционного сос тава, получения крупнокристаллического продукта и повышения удельной производительности, верхний конец перегородки жестко соединен с крышкой. а нижний конец ее расположен под теплообменным устройством и снабжен отсекателем.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальным желобом, расположенным в верхней части аппарата по обеим сторонам перегородки, пластинами, расположенными параллельно стенкам желоба, и гидрозатвором, соединенным посредством сливных труб с желобом, а крышка снабжена патрубками ввода и вывода газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 247228, кл. В 01 D 9/02, 08.08.66.

2. Патент США № 3976430, кл. 23 †2, 24.08. 76 (п ро тоти п ) .

747487

Редактор Н. Горват

Заказ 4301/1

Составитель И. 11спашева

Техред К. 11!уфрич Корректор В. Бутяга

Тираж 809 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнска я наб., д. 4/5

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