Вакуум-кристаллизатор с псевдоожиженным слоем

(45) Дата опубликования описания 07,09.81(51) 11. 1 л.зВ 01 О 902 3 Государствеиный комитет по делам изобретений и открытий(088.8) 4) ВАКУУМ-КРИСТАЛЛ ИЗАТОРПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ 1Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к вакуум-кристаллизаторам с псевдоожижецным слоем, применяемым в химической промышленности для кристаллизации из растворов органических и неорганических веществ.Известен вакуум-кристаллизатор с псевдоожиженным (взвешенным) слоем, применяемый для получения крупнокристаллического продукта состоящий из герметич. ного корпуса (крцсталлорастителя), испарителя для создания перенасыщения раствора, насоса для циркуляции раствора, циркуляционных труб и отстойника для мелких кристаллов Ц,Недостатками вакуум-крцсталлизатора являются недостаточно высокие производительность кристаллизатора и качество продукта вследствие низкой эффективности тепломассообмена.Целью изобретения является повышение производительности кристаллизатора и качества продукта за счет интенсификации тепломассообмена, а также повышение однородности гранулометрического состава,Цель достигается тем, что вакуум-кристаллизатор с псевдоожиженным слоем, включающий герметичный корпус, испаритель с центральной трубой, насос н трубопроводы для циркуляции крлсталлизуемого раствора, штуцеры для ввода исходного раствора и вывода суспензии осветленного маточного раствора и вторичного пара, снабжен расположенной в нижней части корпуса коаксиально центральной трубе цилиндрической обечайкой с конусной перегородкой в ее верхней части, торец которой закреплен на корпусе, и устройствам для турбулнзации псевдоожиженного слоя, И 0 при этом испаритель расположец в корпусВакуум-крцсталлизатор целесообразнаснабдить штуцером для ввода газа, расположенным на корпусе под коцусной перегородкой.15 Устройство для турбулизацин целесообразно выполнить в виде глухих полых трубчатых элементов, установленных горизонтально и равномерно на центральной трубе.20 Желательно также, чтобы площадькольцевого сечения между испарителем и корпусом была бы больше площади кольцевого сечения между цилиндрической обечайкой и корпусом.На чертеже изображен предлагаемый;вакуум-кристаллизатор.Вакуум-кристаллизатор включает герметичный корпус 1 с установленным в нем испарителем 2 с центральной трубой 3, наэо сос 4 с трубопроводами 5 ц 6 для обеспе5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 чения циркуляции кристаллизуемого раствора между корпусом 1 и испарителем 2,штуцер 7 для ввода исходного раствора,штуцер 8 для вывода суспензии, штуцер 9для вывода смеси исходного и осветленно.го маточного растворов, штуцер 10 дляввода указанной смеси в испаритель 2,штуцер 11 для вывода вторичного пара,штуцер 12 для соединения вакуум-кристаллизатора с источниками газа (воздуха)равного давления, создающими пульсациипсевдоожиженного слоя, и переливной фонарь 13 для отвода избыточного количества осветленного маточного раствора,Фонарь 13 снабжен штуцером 14 длясоединения его с трубопроводами 15 отвода вторичного пара и штуцером 16 для от.вода осветленного маточного раствора извакуум-кристалл изатора.Открытая снизу кольцевая камера, расположеннаявнижней части корпуса 1, об разованлд;чиндрической обечайкой 17,котораясоединена с:этим кропусом конусной перегоМдкой ф 8 установленной в верхней части.фетурйй 17.Устройство для турбулизации псевдо.ожиженного,слоя выпрлнено в виде неподвижно закрепленных горизонтально и рав.номерно на трубе 3 глухих полых трубчатых элементов 19,В корпусе 1 предусмотрен карман 20для смешивания исходного раствора с маточнйм раствором.Вакуум-кристаллизатор работает следующим образом.Горячий концентрированный исходныйраствор поступает через штуцер 7 в карман 20 вакуум-кристаллизатора, где опсмешивается в определенном соотношениис осветленным маточным раствором, повы 1 иая его температуру и концентрацию. Насосом 4 полученная смесь по трубопроводам 5 и 6 подается в испаритель 2, где онаохлаждается за счет адиабатического са.моиспарения части растворителя на величину 0,2 - 2,0 ОС.Образовавшийся в испарителе 2 перенасыщенный раствор по трубе 3 поступаетв нижнюю часть корпуса. При перемещении перенасыщенного раствора вверх онпсевдоожижает находящиеся там кристаллы и отдает им перенасыщение, обусловливая процесс кристаллизации.С целью повышения производительностикристаллизатора и тсачества кристалличес.кого продукта псевдоожиженному слою сообщают возвратно-поступательное движение вдоль вертикальной оси (пульсации),при котором он, перемещаясь относительно неподвижно закрепленных на трубе 3.элементов 19, расположенных горизонтально и равномерно заполняющих весь объем,Это приводит к увеличению относительнойскорости движения кристаллов и перенасыщенного раствора в слое, а следовательно, к интенсификации тепломассообмена между ними, повышению однородности гранулометрического состава кристаллов, находящихся в псевдоожиженном слое. При этом пульсирующий режим движения псевдоожиженного слоя достигается за счет периодической подачи газа (воздуха) разного давления в верхнюю часть кольцевой камеры через штуцер 12.В процессе работы вакуум-кристаллизатора кристаллы и часть маточного раствора непрерывно отводятся через штуцер 8, а избыток осветленного раствора - через фонарь 13 и штуцер 16.В процессе вакуумного охлаждения раствора в испарителе 2 образуется вторичный пар, который выводится через штуцер 11 в воздушную конденсационную систему.Применение предлагаемого вакуум-кристаллизатора позволяет создать пульсацию псевдоожиженного слоя при одновременном исключении (или существенном ограничении) распространения пульсаций на раствор, находящийся в испарителе, достичь интенсивного перемешпвания гвердой и жидкои фаз в псевдоожиженном слое. Г 1 ри этом создаются наиболее благоприятные условия для роста кристаллов во всем объеме псевдоожиженного слоя за счет интенсификации в нем тепломассообмена и повышения однородности гранулометрического состава кристалла. Формула изобретения 1. Вакуум-кристаллизатор с псевдоожиженным слоем, включающий герметичный корпус, испаритель с центральной трубой, насос и трубопроводы для циркуляции кристаллизуемого раствора, штуцеры для ввода исходного раствора и вывода суспензии осветленного маточного раствора и вторичного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности вакуум-кристаллизатора и качества продукта за счет интенсификации тепломассообмена, а также повышения однородности гранулометрического состава кристаллов, он снабжен расположенной в нижней части корпуса коаксиально центральной трубе цилиндрической обечайкой с конусной перегородкой в ее верхней части, торец которой закреплен на корпусе, и устройством для турбулизации псевдоожиженного слоя, при этом испаритель расположен в корпусе.2 Вакуум-кристаллизатор по и, 1, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, он снабжен шту. цером для ввода газа, расположенным на корпусе под конусной перегородкой.3. Вакуум-кристаллизатор по п. 1, отл и ч а ю щ и й с я тем, что устройство для турбулизации выполнено в виде глухих поедактор 3. Бородкиаказ 6340 корректор Р, БерковичПодписное Изд.538 НИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж.35, РауТираж 712комитета СССоткрытийшская наб., д. 4/ горская типография Упрполиграфиздата Мособлпсполкома 5.лых трубчатых элементов, установленных горизотально и равномерно на центральной трубе.4, Вакуум-кристаллизатор по п. 1, от.личающийся тем, что площадь кольцевого сечения между испарителем и корпусом больше площади кольцевого сечения 6между цилиндрической обечайкой и корпусом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе:5 1. Л. Н. Матусевич. Кристаллизация израстворов химической промышленности,Химия. 1968, с. 207 в -210 (прототип).