Способ кристаллизации солей из насыщенных растворов

О П И С А Н И Е п)8963ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнитель вид-ву к авт. явлено 18,02.76 (2 5328,23-26 1) М. Кл з В 010 9 Го с присоедине м заявки 3) Приорите осударственнык комитеСовета Министров СССР Го 44,77 Дата опублик ания о 72) Авторы изобретени Н. Смоли и Г. П. Бара 71) Заявител 54) СПОСОБ КРИСТАЛЛ НАСЫЩЕННЫХ ЗАЦИИ АСТВОР Й ИЗ м зависит от орое ограни- оптимально- капиталовлоИзобретение относится к области химической технологии и может найти широкое применение при кристаллизации солей из насыщенных растворов методом их адиабатного испарения с последующим использованием маточного раствора, получаемого после разделения суспензии, на стадии растворения руды или спека, т. е. в тех случаях, когда кристаллизационное оборудование работает в замкнутом цикле с растворителем.Известен способ получения поваренной соли из загрязненного сырья (например, из галитовых отходов) с растворением сырья в циркулирующем маточнике с получением горячего насыщенного раствора, осветлением и выделением пз него кристаллической соли в вакуум-кристаллизационной установке, в которой регенеративный подогрев циркулирующего раствора осуществляется в конденсаторах смешения 1.Кристаллизация солей в вакуум-кристаллизационных установках по известному способу с использованием маточного раствора на стадии растворения обеспечения за счет подвода тепловой энергии к маточному раствору перед стадией растворения или на этой стадии и отвода затраченной энергии на последних стадиях кристаллизации путем конденсации вторичного пара хладагентом,Известен также способ кристаллизации солей из насыщенных растворов, по которому регенерация затрачиваемой тепловой энергии в целях снижения ее расхода осуществляется путем ступенчатого подогрева маточного раствора в многокорпусных кристаллизационных установках при прохождении его через конденсаторы (поверхностные или смешения) от низкотемпературных ступеней к высокотемпературным за счет конденсации вторичного пара от самоиспаряющегося в кристаллизаторах раствора. Горячий насыщенный раствор, поступающий со стадии растворения, самоиспаряется при переходе от ступени к ступени за счет постепенного снижения давления в корпусах установки. Необходимое разрежение в системе создается и поддерживается вакуумным устройством. При этом в связи со снижением упругости пара над раствором при адиабатном самоиспарении его, а также в связи с необходимостью обеспечения движущих сил процессов тепломассообмена в конденсаторах и из-за потерь различного рода может быть осуществлена лишь частичная регенерация тепла от само- испаряющегося раствора 21.Степень регенерации во многочисла корпусов в установке, котчивается условием обеспеченияго соотношения энергозатрат ижений,Таким образом, работа существующих кристаллизационных установок адиабатного испарения, маточный раствор которых используется после разделения суспензии на стадиирастворения, неизбежно связана с необходимостью постоянного подвода тепла на проведение процесса и расходом хладагента наотвод затраченной тепловой энергии из системы, а сокращение энергетических затратдостигается вводом дополнительных регенеративных ступеней кристаллизации и аппаратуры для конденсации вторичного пара ссоответствующим увеличением капиталовложений на оборудование.Недостатком этого способа является сложная схема производства, большие затратытепловой энергии и расхода хладагента, атакже высокая стоимость получаемого кристаллического продукта.Целью изобретения является снижениеэнергетических затрат и расхода хладагента.Для этого по предлагаемому способу кристаллизации солей из насыщенных раствороввторичный пар конденсируют путем сжатияструей маточного раствора при непосредственном их контакте.Процесс конденсации вторичного пара, полученного при адиабатном самоиспарениираствора, подаваемого в кристаллизатор израстворителя, с одновременным нагревом оборотного маточного раствора, полученным после разделения суспензии, в данном случаеобеспечивается путем сжатия вторичного пара до давления упругости паров над раствором перед его самоиспарением в кристаллизаторе.На чертеже изображена перспективная схема реализации предлагаемого способа.Схема включает растворитель 1, узел 2отделения нерастворимых примесей, самоиспарительный кристаллизатор 3, центрифугу 4,сборник 5 маточного раствора, центробежныйнасос 6 и струйный насос-компрессор 7.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом,Горячий насыщенный раствор из растворителя 1 после отделения в узле 2 нерастворимых примесей, если они имеются, поступаетв самоиспарительный кристаллизатор 3, в котором поддерживают давление ниже упругости пара над поступающим в кристаллизаторраствором при данной температуре. В связис тем, что поступающий раствор является перегретым по отношению к давлению в кристаллизаторе, он вскипает и при его самоиспарении образуется пересыщение, как за счетохлаждения, так и за счет частичного удаления растворителя в виде вторичного пара. Засчет пересыщения раствора происходит росткристаллов, имеющихся в кристаллизаторе, иобразование новых кристаллических зародышей, Суспензия отводится в центрифугу 4 наразделение, После центрифуги получают готовый кристаллический продукт, а маточный раствор поступает в бак в сборник 5. Из сборника маточный раствор насосом 6 подается в струйный насос-компрессор 7, в котором происходит сжатие отсасываемого из кристаллизатора вторичного пара за счет энергии струи маточного раствора с одновременной конденсацией этого пара, В процессе сжатия компенсируется снижение упругости 10 пара над поступающим в кристаллизатор раствором, которое произошло за счет его адиабатного расширения при испарении, а также потери давления в паропроводе, и создается некоторая полезная разность температур для 15 осуществления процесса конденсации. Неконденсирующиеся газы, входящие в систему за счет подсосов и отсасываемые из системы вместе с вторичным паром, транспортируют уже подогретым раствором растворитель, где 20 они всплывают на поверхность раствора иудаляются через сдувку. При этом необходимое разряжение в кристаллизаторе обеспечивается без дополнительного устройства для создания вакуума. В результате конденсации 25 сжимаемого вторичного пара маточный раствор возвращается на температурный уровень раствора, поступающего из растворителя в кристаллизатор.Таким образом, процессы растворения и 30 кристаллизации вещества осуществляют засчет незначительного расхода энергии на сжатие вторичного пара без дополнительных затрат тепла на подогрев раствора и расхода хладагента. Энергия, затраченная на валу на соса, превращается в тепловую. Отвод теплаиз замкнутой системы обеспечится за счет потерь в окружающую среду.Технико-экономическое сравнение по укрупненным показателям предлагаемого способа 40 получения солей с принятой за прототип схемой показывает значительные преимущества предложенного способа.Формула изобретения45Способ кристаллизации солей из насыщенных растворов путем подогрева циркулирующего потока маточного раствора, растворенияисходного вещества, понижения давления над50 раствором с получением вторичного пара, выделения продукта из суспензии и конденсациивторичного пара маточным раствором, отлич а ю щ и й с я тем, что, с целью сниженияэнергетических затрат и расхода хладагента,55 вторичный пар конденсируют путем сжатияструей маточного раствора при непосредственном их контакте.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе50 1. Авторское свидетельство СССРМо 317616,кл. С 01 Р 9/02, 1969,2. Патент Франции Мо 2215255, кл. В 0109/02, 1974.Составитель И. НенашеваРедактор О. Юркова Техред Л, Гладкова Корректор Л. Орлов ПодписноеСР каз 2537/1Н Типография, пр, Сапунова Изд. Мо 924 Тир Государственного комитета Совета по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж.35, Раушская