Дисковый кристаллизатор

СО 103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(50 В 01 0 9/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИл двтоРсному свидетельствм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 787054, кл, В 01 0 9/02, 1976(54)(57) 1. ДИСКОВЫЙ КРИСТАЛЛИЗЮОР,включающий расположенные один наддругим диски, выполненные в видетонкостенных тарелок, герметичносоеднненных междУ собой кольцевымиперегородками, образующими каналы для движения хладоносителя, иразделенные цилиндрическими обечайками, образующими междисковые камеры, в которых установлены мешалки,ЯО 063428 А о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса эа счет уменьшения инкрустации тепло- передающей поверхности, тарелки выполнены с гофрами, расположенными на расстоянии один от другого и направленными выпуклостями поочередно внутрь и наружу дисков, при этом гофры смежных тарелок дисков имеют зеркальное расположение.2. Кристаллиэатор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, гофры расположены радиально концентрическими рядами лейду кольцевыми перегородками, при этом расстояние между гофрами в смежных рядах увеличивается от центра к периферии диска.10 15 20 25 35 40 45 50 55 бО б 5 30 Изобретение относится к химическому машиностроению, а именнок охлаДительным кристаллиэаторамс очищаемой теплопередающей поверхностью, предназначенным длякристаллизации из растворов солей,растворимость которых уменьшается с понижением температуры.Известен дисковый кристаллизатор, включающий горизонтальнорасположенные диски, разделенныеобечайками, в которых установлены вращающиеся скребки, диски,выполненные в виде тонкостенныхусеченных конусов, направленныхменьшими основаниями вниз и снабженных профильными прокладками,герметично установленными междуними 1 ,Несмотря на то, что в известном,аппарате достаточно высокая интенсивность теплопередачи за счет применения тонколистового металла ибольшая производительность за счетболее развитой поверхности теплообмена, в аппарате значительноеинкрустирование теплопередающейповерхности диска кристаллами иневысокая турбулизация пристенныхслоев как со стороны суспензии,так и со стороны хладоносителя,Цель изобретения - интенсификация процесса кристаллизации эасчет повышения коэффициента теплопередачи и уменьшения инкрустациитеплопередающей поверхности.Указанная цель достигаешься тем,что в кристаллизаторе, содержащемраспбложенные один над другим диски, выполненные в виде тонкостенныхтарелок, герметично соединенных между собой кольцевыми перегородками,образующими каналы для движенияхладоносителя, и разделенные цилиндрическими обечайками, образующими междисковые камер, в которыхустановлены мешалки, тарелки выполнены с гофрами, расположенными нарасстоянии один от другого и направленными выпуклостью поочередновнутрь и наружу дисков, при этомгофры смежных тарелок дисков имеютзеркальное расположение,Кропиле того, гофры расположенырадиально концентрическими рядамимежду кольцевыми перегородками,при этом расстояние между гофрамив смежных рядах увеличивается отцентра к периферии диска,На Фиг. 1 показан дисковый кристаллизатор, опций вид; на фиг, 2план расположения гофр на тарелках дисков; на Фиг. 3 - расположение гоар по окружности развернутых каналов для хладоносител т и междисковой камеры,Дисковый кристаплизатор состоитиз вертикальн го набора дисков 1,собранных поочередно с обечайками 2 в вертикальный пакет на станине 3, закрытый крышкой 4 и стянутый шпильками 5. Через центр пакета проходит вал 6, передающий вращение мешалкам 7, установленным в междисковых камерах 8 таким образом, что одна пара мешалок турбулизует слой у верхней, а вторая - у нижней поверхности диска. Диски снабженыштуцерами для подачи 9 и отвода 10 хладоносителя и выполнены из тонкостенных тарелок с гофрами 11,направленными выпуклостью внутрь, и гофрами 12, направленными выпуклостью наружу диска. В крышке 4 расположены штуцер 13 для подачи исходного раствора, а в станине - штуцер 14 для вывода полученной в аппарате суспензии, Гофры расположены на тарелках радиально концентрическими рядами 15 с шагом вдоль радиуса тарелки, равным шагу и ширине каналов для движения хладоносителя, а расстояние между гофрами в смежных концентрических рядах увеличивается от центра к периферии диска. Высота гофр, направленных выпуклостью внутрь и наружу диска, составляет 5-10 соответственно от высоты каналов 16 для движения хладоносителя и высоты междисковой камеры 8. Нижним диском аппарата является диск 17, а верхним диск 18.Кристаллизатор работает следую - шим образом.Исходный раствор поступает через штуцер 13 и последовательно проходит через междисковые камеры 8. Хладоноситель поступает через штуцер 9 в нижний диск 17 аппарата, движется по кольцевым каналам 16 в противо" токе к охлаждаемому в междисковой камере 8 раствору и отводится из штуцера 10 (фиг. 2) верхнего диска 18 (фиг, 1), В процессе охлаждения происходит пересыщение раствора, вызывающее образование и рост кристаллов. Мешалки 7 кристаллизатора кроме процесса перемешивания сообщают суспензии необходимую угловую скорость движения по кольцевой междисковой камере 8, В каждом местном сужении камеры, образованном гофрами 12 (фиг. 2 ), образуются турбу - лентные вихри, которые разрушают ламинарный пристенный слой суспенэии, увеличивая интенсивность тепло- отдачи и предупреждая образование устойчивой инкрустации теплопередаю - щей стенки диска. В связи с тем, что время существования турбулентных вихрей невелико, необходимо создание условий для их постоянного зарождения в потоке, что и достигается за счет создания определенногочисла гофр 11 и 12 )фиг, 2) в каждом кбнцентричном ряду 15 (по окружности),1Аналогичное явление имеет место в зонах сужения сечения кольцевых каналов с .хладоносителем, образованного гофрами 11. Здесь, кроме прямой интенсификации теплоотдачи, имеет место предупреждение загрязнения внутренней поверхности каналов диска механическими примесями и отложение солей жесткости, что увеличива ет межпромывочный пробег аппарата. Продукционная суспензия отводится из аппарата через штуцер 14. Высота 15 гофр, расположенных как в каналах 1 б с хладоносителем, так и в междисковых камерах 8 аппарата, должна составлять 5-10 их высоты уменьшение высоты гофр ниже 5 Ъ не дает, эф О фекта разрушения пограничного ламинарного слоя, а увеличение высоты гофр более чем на 10 приводит к резкому повышЕнию гидравлических потерь, а следовательно, к чрезмерным энергетическим затратам без пропорциональнога увеличения коэффициен та теплоотдачи.В связи с тем, что при постояннрй угловой скорости потока в междисковой камере линейная скорость потока суспензии увеличивается от центра к периферии, расстояние между гофрами в концентрических рядах также меняется: от меньшего расСтояния между гофрами в центре к большему расстоянию на периферии. Это связано С тем, что при большей скорости потока время существования турбулентных вихрей более продолжительно. Поэтому чрезмерное насыщение гофрами периферийных зон создает только дополнительные гидравлические сопротивления движущемуся потоку без увеличения коэффициента тепло- отдачи.Предлагаемый кристаллизатор не только более эффективен по своим показателямно и обладает меньшей металлоемкостью, что позволяет снизить капитальные затраты на производство и оснащение узла кристаллизации.