Способ разделения растворов и устройство для его осуществления

СОКИ СОВЕТСНИХСВЮЛЮПНЕИВВРЕСПУБЛИН ае сию 1)5 В 0109 О ВРЕТЕ но-исслед ститут л научноения "Сп.52(088,8)ксе с вид ет е.ьсВ 01 Р 9(02,о СССР 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕЛО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТПРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный научвательский и проектный икрасочной промыпденностипроизводственного объеди 1тор 6141 А 1(54) СПОСОБ РАЗцЕЛЕНИЯ РАСТВОРОВ 1УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУР,ЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к техникеразделения веществ путем кристаллизации растворенного вещества охлаждением раствора с последующим плавлением осажденных кристаллов и можетбыть использовано в химической промьниленности, Цель изобретения - увеличение производительности за счетинтенсификации теплообмена. Устройство для проведения процесса разделеия раствора имеет охлаждающую инагревательную зоны, расположенную160614 или растворяющей жидкостью осуществляется благодаря тому, что фильтрующая перегородка установлена под 5охлаждающей зоной аппарата и омывается плавящей или растворяющейжидкостью, которая подается под фильт.рующую перегородку в нагревательнуюзону, а между зонами охлаждения инагрева расположена теплоизолирующаявставка, 2 с, и 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к технике разделения веществ и может найти применение в химической промышленности. Оно может быть использовано 20 .в производстве химических реактивов и особо чистых веществ, в процессах регенерации растворов, в установках по очистке сточных вод и др.Пель изобретения - увеличение 25 производительности за счет интенсификации теплообмена.На фиг, 1 изображен предложенный аппарат, с разлйчными исполнениями устройства для омывания, общий вид; на фиг. 2 - нижняя часть аппарата с устройством для омывания; на фиг. 3 - другой вариант исполнения устройства для омывания фильтрующей перегородки плавящей жидкостьюАппарат включает, корпус 1, содержащий охлаждающую 2 и нагревательные 3 зоны, Охлаждающая зона 2 снабжена рубашкой 4, внутри ее помещено с воз можностью возвратно-поступательного движения перемешивающее устройство 5 тарельчатого типа. Под охлаждающей зоной 2 установлена фильтрующая перегородка 6, а под ней расположена нагревательная зона 3, представляющая собой устройство для омывания поверхности фильтрующей перегородки 6 плавящейили растворяющей жидкостью и вывода расплава иэ аппарата. Фильтрующая перегородка 6 может быть выполнена жесткой или мягкой (перфориро. ванный или пористый металл, фильтровальная ткань). Устройство для омы- вания фильтрующей перегородки 6 пла 55 вящей жидкостью может иметь различные варианты исполнения (фиг. 2 и 3).Охлаждающая 2 и нагревательная зона разделены теплоизолирующей вставмежду ними фильтрующую перегородкуи теплоизолирующую вставку, расположенную между зонами. Рлавление кристаллов в аппарате осуществлено непосредственно на фильтрующей перегородке путем подачи на фильтрующуюперегородку теплоносителя. Плавлениекристаллов, осажденных на перегородке, прямым контактом их с плавящей кой 7. Для ввода исходного раствора в корпусе предусмотрен штуцер 8, для вывода обедненного раствора - штуцер 9, а для ввода плавящей или растворяющей жидкости в зоне нагрева 3 имеется штуцер 10. Йлавящаяжидкость и расплав кристаллов, прошедших фильтрующую перегородку 6, выводятся из аппарата через штуцер 11.Предложенный способ осуществляют в аппарате следующим образом.Исходный раствор подают в штуцер 8, охлаждаясь в зоне 2, из него осаждаются кристаллы, имеющие плотность большую, чем плотность раствора, Кристаллы осаждаются, проходя сверху вниз через отверстия в тарелках перемешивающего устройства 5, и накапливаются на фильтрующей перегородке 6. Перемешивающее устройство 5 создает пульсацию среды в аппарате, улучшающее теплообмен, и одновременно выполняет роль скреб- ков, препятствующих нарастанию слоя кристаллов на внутренней поверхности корпуса 1. Обедненный раствор выводят из аппарата через штуцер 9. Рля плавления удерживаемых фильтрующей перегородкой 6 кристаллов в нагренательную зону 3 аппарата подают через штуцер 10 плавящую или растворяющую жидкость, которая, омывая поверхность фильтрующей перегородки 6, плавит или растворяет прилегающий к перегородке слоя накопившихся кри сталлов. При этом происходит прямой контакт кристаллов с плавящей или растворяющей жидкостью, что и определяет интенсивность процесса, кроме того, омываемая фильтрующая перегородка 6 является и поверхностью теплообмена. Пульсация в аппарате за счет возвратно-поступательного дви15 ку,2, Устройство для разделениярастворов, включающее корпус с эонами охлаждения и нагрева и фильтрующую перегородку, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности эа счетинтенсификации теплообмена, фильгрующая перегородка установлена междузонами нагрева и охлажпення.3. Устройство по и. 2, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что зоны нагрева и охлаждения разделены теплоизолирующей вставкой,5 1606141жения перемешивающего устройства способствует проникновению плавящей жидкости через фильтрующую перегородку6 под слой кристаллов и обратно, чтотакже повьппает интенсивность процесса, Плавящая жидкость и расплавкристаллов, прошедших через фильтрующую перегородку 6, выводят из аппарата через штуцер 11.В качестве планящей жидкости может применяться любая жидкость, инертная по отношению к осажденным кристаллам, нагретая до температуры,превьппающей температуру плавленияосажденных кристаллов, но не вышетемпературы кипения этой жидкости.В зависимости от назначения получаемого расплава кристаллов плавящей жидкостью может быть и сам расплав осажденных кристалов, нагретыйдо температуры, превышающей температуру плавления осажденных кристаллов, но не выше температуры кипенияэтой жидкости, 25При использовании в качестве плавящей жидкости самого расплава целесообразно в нагревательной части аппарата организовать конвективный циркуляционный контур, омывающий нижнююповерхность перегородки (фиг. 3).В качестве растворяющей жидкостиможно применять любую жидкость,являющуюся растворителем по отноше-,нию к осажденным кристаллам.Во всех случаях в результате подачи теплоносителя на фильтрующуюперегородку происходит омывание плавящей жидкостью фильтрующей перегородки, удерживающей кристаллы, установленной под охлаждающей зоной, приэтом давление кристаллов осуществляется непосредственно на фильтрующейпер ег ородке,П р и м е р. Раствор калий-алюминий сульфата с концентрацией 14,3 Х,онагретый до 80 С, в количестве75 кг/ч подают в охлаждающую зону 2через штуцер 8. В рубашку корпусавводят хладоагент - водный растворСаС 1 с температурой 20 С. При охлажденни раствора ниже 55 фС начинает выпадать кристаллогидрат калий-алюминий сульфата, кристаллы которого оседают в нижнюю часть кристаллизатора на пористую фильтрующую перегородку. Обедненньй раствор выводят с концейтрацией соли 0,233 и при о0 С выводят иэ верхней части аппарата через штуцер 9. Под фильтрующую перегородку через штуцер 10 подают плавящую жидкость - водный раствор калий-алюминий сульфата с концентрацией 53,3/ в количестве 56,6 кг/ч и 110 С, Осевшие на перегородке кристаллы калий-алюминий сульфата плавятся и растворяются в собственной кристаллиэационной воде, раствор вместе с плавящей жидкостью выгружают через штуцер 11 в количестве 76,5 кг/ч при 95 С. Содержание калий-алюминий сульфата в выходном потоке составляет 53,37. Формула и з обр ет ения1. Способ разделения растворов, включающий кристаллизацию растворенного вещества путем охлаждения раствора .и последующего плавления с помощью теплоносителя полученных кристаллов и вывод готового продукта через фильтрующую перегородку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности за счет интенсификации теплообмена, теплоноситель для плавления кристаллов подают на фильтрующую перегород-.,орректор М. Пож дписное ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 3509 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035 Москвау