Аппарат для кристаллизации из растворов

(54)(57) 1ЦИИ ИЗ .РАСТВкальный корп .цилиндрическ АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАОРОВ, включающий вертиус, состоящий из верхнеой и нижней конической Н АВТОРСКОМУ С(53),66.065.52 (56) 1. Авторс йф.100842, кл. (прототип). частей, спиральное теплообменное уст-ройство приСпособление для подачираствора и вывода кристаллов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности:процесса за счет улучшения условий гидро- классификации, получения крепкого и однородного продукта, спирали теплообменного устройства расположены по высоте конической части корпуса и поочередно снабжены патрубками для подвода теплоносителя и хладоносителя.2. Аппарат по и, 1, о т ли ч а ю. щ и й с я тем, что теплообменное устройство выполнено в виде плоскихспиралей Архимеда.,для кристаллизации хлористого калия.при охлаждении горячих растворов впроцессе переработки сильвинитов ме.тодом растворения и кристаллизации5с получением обеспыленных калийныхудобрений улучшенного гранулометрического составаИзвестен аппарат для кристаллизации из растворов, включающий. вертикальный корпус, состоящий из верхнейцилиндрической и нижней коническойчастей, спиральное теплообменноеустройство, приспособление для пода",чи раствора и вывода кристаллов 1. 1 1,15Однако известное устройств характеризуется недостаточно высокойэффективностью процесса вследствиеотсутствия благоприятных условий для,гидроклассификации,: а также получением неоднородных по крупностикристаллов.. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за,счет улучшения условий гидроклассификации,получение крупного и однородного продукта,РПоставленная цель достигается тем,что в известном аппарате для кристал лизации из растворов, включающем вертикальный корпус, состоящий из верхней цилиндрической и нижней коничес"кой частей, спиральное теплообменноеустройство, приспособление для подачиЗ 5раствора и вывода кристаллов, спиралитеплообменного устройсТва расположены.по высоте конической части корпусаи поочередно снабжены патрубками дляподвода теплоносителя и хладоносителя 40Кроме того, теплообменное устройство выполнено в виде плоских спиралейАрхимеда.На чертеже представлена схема предлагаемого кристаллизатора. 45Кристаллизатор имеет верхнюю цилиндрическую часть для самоиспаренияводы .из раствора под вакуумом и нижнюю коническую часть для укрупления. и классификации кристаллизата. 8 конической части аппарата установленыдве серии спирального теплообменногоустройства, в одну из которых 1 подается хладагент, имеющий температуруна 2-20 С ниже охлаждаемого раствораа в другую серию теплообменников 2подается теплоноситель, имеющий температуру на 2-20 С выше охлаждаемогораствора. При этом охлаждающие и ндгревающие теплообменники чередуютсяпо высоте аппарата, Теплообменникиимеют форму спирали Архимеда. Приспособление 3 в нижней части коническойчасти служит для подачи исходногораствора, штуцер 4 в цилиндрическойчасти аппарата - для вывода маточного щелока. Кристаллы, не содержащиепылевых фракций, выводятся через приспособление 5. Испаренная вода выводится через штуцер 6 На крышке аппарата.Работает установка следующим обра-,зом,Горячий осветленный раствор содержащий хлориды калия и натрия, подается в нижнюю часть кристаллизатора. Охлаждение раствора осуществляется путем самоиспарения воды под вакуумом или за счет поверхностноготеплообмена. Возможно одновременноеприменение указанных способов.Гсли охлаждение осуществляетсятолько за счет самоиспарения воды надвакуумом, то теплообменники аппаратаподают теплоноситель и хладагент,имеющие градиент температур в 2-20 Со: по отношению к раствору,с целью создания градиента температур в холодныхи горячих зонах.В случае охлаждения. раствора засчет поверхностного теплообмена в теплообменники холодной зоны подают хладагент с минимальной температурой сцелью создать не только холодную зо.;ну, но и отвести максимально возможное количество тепла. В теплообменники горячей зоны подают теплоноси;тель, имеющий температуру на 2-20 Свыше средней температуры охлаждаемогораствора, с целью создать некотороеувеличение температуры раствора, необходимое для растворения кристалловмелких классов.В результате охлаждения тем илииным из указанных. способов хлористыйкалий выпадает в твердую фазу, В связи с тем, что аппарат имеет форму конуса, происходит классификация суспензированного КСФ . Образовавшиеся кристаллы увлекаются восходящим потокомжидкой фазы, При этом в районе горячих спиралей происходит нагреваниесуспензии, ведущее к растворению мелких классов и снижению количествацентров кристаллизации. Более крупные кристаллы, попадая в зону охлаждения и являясь центрами кристаллизации; увеличиваются в размерах. Таким3 101 образом, проходя последовательно зоны нагревания и охлаждения кристаллы КС 8 увеличиваются до размеров, когда . восходящий поток не может их транспортировать вверх и начинают постепенно осаждаться на дно аппарата, При этом, находясь в противотоке с,поднимающимся потоком жидкой фазы, они являются центрами кристаллизации. По мере укрупнениякристаллов до заданных размеров они осаждаются вниз и выводятся из процесса. При многоступенчатой кристаллизации осветленный слив из аппарата поступает на следующую ступень. Таким образом, за счет многократного нагревания и охлаждения раствора при прохождении его через различные температурные зоны конической части аппарата удается получить кристаллы необходимой крупности без принудительной циркуляции только за счет указанного приема.В связи с тем, что на охлаждающих трубках происходит кристаллизация КС 6 и налипание образующихся кристаллов на поверхность охлаждающих трубой, каждые 5-10 мин холодные и го- . рячие зоны меняют местами, Т.е. в трубки, в которые ранее подавался теплоноситель, подают хладагент и наоборот. При этом за счет нагревания бывшей холодной зоны и термического расширения трубок происходит растрескивание и разрушение корки кристаллизата. Поверхность трубок очищается. Кристаллы попадая в суспензия доращиваются до заданных размеров; осаждаются на дно аппарата и выводятся из процесса.Спиральные теплообменники являются рассекателями для движущихся потоков и способствуют более равномерному : распределению и перемешиванию твердых и жидких фаз в объеме кристаллизатора.Из 113 кг раствора, имеющего состав, Ж: КСВ 13,46 р МаСО 15,00; ИдСЦ 3,92; Н 20 67,62, при охлаждении его 7 от 50 до 43 ОС получено 1,63 кг кри 1148 4сталлизата, содержащего 99,03 КСДсо следующим гранулометрическим составом: Размерфракции, . +1,00 -1,00+0,50 -0 50+0,25мм%тюю.вши.етютА1 При охлаждении 119 кг раствора,ймеющего состав, Ж:. КСФ 18,47; МаСР 15,34; ИдСВ 0,24; НО 65.,95, от 95 26 до. 25 С получено 10,3 кг кристалли"эата, содержащего 97,1 КСВ со следующим гранулометрическим составом: 25 Размер фракций, +1,00 -1,00+0,50 -0,50+0,25 мм зо. Содержание фракций,3 36, 1 40,9 23,0 35Градиент температур в зонах находящихся в непосредственной близостиот спиралей по отношению к среднейтемпературе охлаждаемого раствора,составляет 1-4 С.оАппарат предлагаемой конструкциипозволяет относительно просто полу"чить кристаллизат, не содержащий мел"ких фракций, и избежать эксплуатационных расходов, связанных с расходом электроэнергии на создание циркуляционных потоков, За счет йиквида"1011148 остию витель И, Ненашевад И.Гайду Корректор В, Бутяга Со вич . ТеРедактор Мит аз 2 б 17/5 гент" пиал П Ужгород, ул. Проектна Тираж ВНИИПИ Го по дел 13035, Моск86ударственного м изобретений а, Ж, Рауш Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д.