Способ кристаллизации расплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0 В 01 Р 90 ИОАН ЛЬСТ 14о,В.И.Бе Рашевский др.Х8,ическая проРИСТАЛЛИЗАЦИИ уществен но трудноеств, включающий ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИ(54) (57) СПОСОБ КРАСПЛАВ ОВ, преимкристалл изуемых вещ ЯО 1085612 А БРЕТЕНИЯ подачу на охлаждаемую поверхность исходного расплава и газового потока, съем и выгрузку закристаллизовавшегося продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет создания дополнительного затравочного слоя и улучшения теплообмена, в газовый поток вводят частицы кристаллизуемого вещества в количестве 15-ЗОУо от производительности кристаллизатора, при этом температура по. тока ниже температуры плавления кристаллизуемого вещества.ццо, ц г предварительно охлажденную за - ,", анку крце ллизуемого вещества в задан: еом количее це. При этом со стороны свободй иове рцгстц неза кристаллизовавшегося,ця цц шцается рост кристаллического е"ця цо цаправлецию к охлаждаемой стен 1, а года ря непосредственному контактц 1,дварительно охлаждаемых частиц криоУсталлизуемого вещества с незакристаллизовавшцмся поверхностным слоем кристало лизуемого расплава, а также благодаряего обдуву охлажденным пылегазовым потоком, интенсифицируется процесс тепло- обмена, улучшается отвод тепла из образованных таким образом двух зон кристаллизации.5 1 зобретец; с ,цессам хцмцц з,ц а ц.е к процессам ьр1 х, профос, ц ц .цг о, ажд е;.ил,г це,. ; , цвцжцой сгеИзвестен . ю:.;це ц; цзаццгц цлава хлорофоса ца";е цеетц в 1,ц, щегося, охлаждаемого ц :утц ц б. ваемого снаружи газовым цтоком ццльиа. Зарождение кристалловрц э 1 ом происходит первоначально ца охлаждаемой поверхности, а дальше - на поверхности закристаллизовавшегося слоя. Рост кристаллического слоя при этом способе ввеедения процесса кристаллизации преимущественно идет за счет направленного отвода тепла от расплава к хладагенту, охлаждающему внутреннюю поверхность вальца 1.Указанный способ характеризуется низкой эффективностью отвода тепла из зоны кристаллизации расплава из-за значительного и все время возрастающего термического сопротивления растущего слоя кристаллов. При этом обдув жидкой пленки расплава газовым потоком несколько интенсифицирует отвод тепла из зоны кристаллизации, однако этот процесс также затруднен из-за ее значительного термичес 2 кого сопротивления.Кроме того, способ обладает малой вероятностью осуществления роста слоя кристаллов без образования кристаллической фазы длительный промежуток времени (1-20 час.). Это и является одной из причин30 одностороннего роста слоя кристаллов на охлаждаемой стенке (от охлаждаемой стенки к свободной поверхности кристаллизуемого слоя).Указанные недостатки приводят к томуУ 35 что производительность данного способа и указанного устройства для его осуществления, при получении закристаллизовавшегося продукта, низка, и, как следствие, на проведение технологического процесса требуются значительные энергетические и капиталь ные затраты. Целью изобретения является интенсификация процесса .за счет создания дополнительного затравочного слоя и улучшения теплообмена.45Указанная цель достигается тем, что согласно способу кристаллизации расплавов, преимущественно труднокристаллизуемых веществ, включающему подачу на охлаждаемую поверхность исходного ас и газовогоового потока, съем и выгрузку закристаллизовавшегося продукта, в гагазовыи поток вводят частицы кристаллизуемого вещества в количестве 15-30 о от производительности кристаллизатора, и ир, при этом температура потока ниже температуры плавления кристаллизуемого вещееП иества.ври таком способе ведения процесса на незакристаллизовавшийся слой расплава На чертеже схематически изображена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство состоит из вальцевого кристаллизатора 1, включающего охлаждаемую поверхность-валец 2, привод 3 для непрерывного перемещения указанной поверхности, устройство 4 для нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, устройство 5 для съема корки закристаллизовавшегося продукта, газодувки 6, смесителя 7 для получения пылегазовой смеси, дозатора 8 затравки кристаллизуемого вещества, щелевых форсунок 9 для подачи пылегазовой смеси на неза кристаллизовавшуюся поверхность расплава, циклона 1 О для очистки отработанного газа от кристаллического вещества и теплообменника 11 для охлаждения газа, вывод которого соединен с газодувкой 6 штуцеров ввода исходного расплава 2 в кристаллизатор, вывода из аппарата закристаллизовавшегося продукта 13 и пылегазового потока 14, подачи охлаждаемой кристаллической затравки 15, подачи и вывода хладагента 16 и 17, подачи и вывода теплоносителя 18 и 19 в руб ш брр ашку о огрева устройства нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, а также штуцеров ввода и вывода хладагента 20 и 21.Способ осуществляют следующим образом.Горячий исходный расплав непрерывно подают через штуцер 12 в устройство 4 для нанесения на охлаждаемую поверхность расплава, например, ванну кристаллизатора. При контакте с охлажденной поверхностью вращающегося вальца 2 исходный расплав кристаллизуется, образуя кристаллический слой, который при выводе из расплава, находящегося в ванне 4, увлекает слой жид. кого расплава. Подаваемый с помощью газодувки 6 охладительный газ в теплообменнике 1 смешивают в смесителе 1 с предварительно охлажденной затравкой кристалл изуем ого вещества, поступающего в заданном количестве из дозатора 8, после чего, образованная таким образом пыле- газовая смесь подается на незакристаллизовавшуюся поверхность расплава. Далее085612 3происходит кристаллизация пленки расплава на поверхности вращающегося вальца,скалывание ножами 5 в виде чешуек продукта и отвода его через штуцер 13. Отработанный пылегазовый поток попутно очищает кристаллизатор от конденсирующихчастиц, обдувает наружную поверхностьвал ьца с неза кристаллизовавшейся пленкой расплава или слоем кристаллов и отводится через штуцер 14 в циклон 10, вкотором происходит отделение указанных 10сконденсировавшихся частиц от газа. Отделенные таким образом сконденсировавшиеся частицы в дальнейшем используютсяв качестве затравки. Очищенный от кристаллов газ далее направляется в теплообменник 11, где охлаждается до заданной температуры, и цикл его движения повторяется,В связи с тем, что в предлагаемом способе осуществляется одновременный росткристаллического слоя от охлажденнойповерхности к свободной поверхности расплава к охлаждаемой поверхности, достигается скорость процесса кристаллизациивеществ почти вдвое большая, чем при прочих равных условиях по сравнению с известным способом кристаллизации расплавов.Эффективность предлагаемого способа и25устройства обусловлена также тем, что существенно интенсифицирован теплообменза счет непосредственного контакта охлажденной затравки с незакристаллизовавшейся увлеченной жидкой пленкой расплава и обдува ее охлажденным пылегазо 30 вым потоком. Использованк в качестве затравки кристаллизуемого вещества улучшает качества получаемого продукта - его чистоту. Полезно используются сублимирующиеся кристаллы под кожухом аппарата, которые ранее загрязняли внутренние поверхности указанного кожуха и вентиляционные линии.Выбранный диапазон подаваемого пылегазового потока в количестве 15-30 о/о от производительности кристаллизатора определяется требованием нанесения однородного слоя затравки, равномерно покрывающего поверхность незакристаллизовавшейся пленки расплава. При подаче пылегазового потока более 30% на поверхности жидкой пленки образовываются участки, содержащие избыток затравленных кристаллов, в форме выступов и неровностей. Подача пылегазовой смеси менее 15% приводит к образованию участков на поверхности жидкой пленки, не покрытых затравочными кристаллами.Использование кристаллов затравки со средним размером частиц до 20 мкм обеспечивает развитую поверхность контакта фаз, интенсифицирует теплообмен между охлажденными частицами и жидкой пленкой. При использовании затравочных кристаллов со средним размером более 200 мкм теплообмен между ними и жидкой пленкой ухудшается, так как уменьшается поверхность контакта фаз, Кроме того, поверхность жидкой пленки после ее кристаллизации становится шероховатой.Составитель Н. Ненашева Техред И. Верес Корректор А. Тяско Тираж 682 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная 4