Кристаллизатор

, Ь 18еский инсти С.У. УмаШ, Бурнаи 8)М 3859052, кл. 02,осится делен ции ческо ого хо ности ратурнодких веет быть ежным с . Цель - кристалк аппа ия жи и можи см яйств работь Не ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ 1 КНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) КРИСТАЛЛ ИЗАТО (57) Изобретение отн му оформлению раз ществ кристаллиза использовано в хими ней отраслях народн повышение эффектив Изобретение относится к аппаратурно му оформлению разделения жидких ве ществ кристаллизацией и может быт использовано в химической, пищевой и дру гих отраслях народного хозяйства,олее близким к предлагаемому явисталлизатор, содержащий камеру ия с теплообменником, установленней приемник рапы с трубопровоода рассола, имеющий скошенное анное с элементом отвода кристалу, один конец которой соединен с испарения, а другой опущен в припы, устройство для отвода паров и во для регулирования уровня растчиком уровня.статком кристаллизатора являютжные потери тепла в камере испаляется к испарен ный под дом под дно, связ лов, тру камерой емник ра уст ройст сола с да лизатора за счет рекуперации теплоты конденсации. Кристаллизатор дополнительно снабжен камерой конденсации, в которой размещена камера испарения, соединенная вертикальной трубой с приемником рапы. В зоне соединения с камерой испарения труба размещена в камере конденсации с образованием теплообменника "труба в трубе". Устройство для отвода паров выполнено в виде эжектора, входы которого для активной и пассивной среды сообщены соответственно с камерами конденсации и испарения. В камере испарения имеется датчик уровня, связанный с регулирующим органом, установленным на трубопроводе подвода рассола в приемник рамы. Нижняя часть камеры конденсации снабжена переливной трубкой. 1 ил. рения в окружающую среду, что снижает эффективность процесса кристаллизации.Цель изобретения - повышение эффективности работы кристаллизатора за счет рекуперации теплоты конденсации.На чертеже изображен общий вид кристаллизатора.Кристаллизатор содержит камеру 1 испарения с теплообменником 2, установленный под ней приемник 3 рапы 2 трубопроводом 4 подвода рассола, имеющий скошенное дно, и установленное в нем устройство 5 отвода кристаллов, выполненное в виде транспорта. Кристаллизатор также содержит трубу 6, один конец которой соединен с камерой 1 испарения, а другой опущен в приемник 3 рапы.В камере 1 испарения предусмотрен датчик 7 уровня рассола, связанный с регу5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лирующим органом 10, установленным на трубопроводе 4 развода рассола.Кристаллизатор снабжен камерой 8 конденсации, камера 1 испарения размещена в последней, труба 6 в зоне соединения, с камерой 1 испарения размещена в камере 8 конденсации с образованием теплообменника "труба в трубе". Устройство для отвода паров выполнено в виде эжектора 9.Камера 8 конденсации снабжена обратным клапаном 12 и может быть снабжена нагревателем 13. Вход 14 активной среды эжектора 9 сообщен с камерой 8 конденсации через циркуляционный насос 15, а вход 16 пассивной среды - с камерой 1 испарения.Камера испарения представляет собой емкость, заполненную в рабочем режиме до уровнярассолом, кипящим в поверхностном слое, Подвод тепла к кипящему рассолу осуществляется через стенки трубок теплообменника 2, расположенных, например, с наклоном по ходу теплоносителя в режиме естественной циркуляции. Возможен и режим принудительной циркуляции, для чего эжектора 9 соединяется степлообменником 2. Выше уровняв камере 1 испарения находится паровая фаза, ниже - рассол,Пространство между камерами испарения 1 и конденсации 8 до уровнязаполнено конденсатом. Выше уровнярасполагается газовая полость, в которой находится парогазовая смесь под давлением, соответствующем заданному давлению конденсации паров, В случае воды эта полость может сообщаться с атмосферой. Тогда давление конденсации паров воды будет равно атмосферному. Переливная трубка 11 служит для поддержания заданного уровняи отвода излишков конденсата,По трубе 6 поднимается рассол и опускаются образовавшиеся кристаллы соли.В приемнике 3 рапы рассол и кристаллы соли образуют рапу, Уровеньрассола в приемнике 3 является подвижным и регулируемым и зависит от атмосферного давления, температуры и давления кипения рассола в камере 1 испарения и плотности поступающего рассола. Уровеньрегулируется с той целью, чтобы уровеньвсегда оставался постоянным, Регулировка осуществляется по сигналу датчика 7 уровня,Кристаллизатор работает следующим образом.В исходном состоянии камера конденсации 8 заполнена до уровнячистым растворителем, например водой, В приемнике 3 рапы.на предельном начальном уровне (без перелива) находится рассол. Включается двигатель циркуляционного насоса 15. Вода засасывается из нижней части камеры 8 и под давлением подавая на вход 14 активной среды эжектора 9, который начинает за счет разрежения откачивать объем камеры 1 испарения, Вышедшая из эжектора 9 вода остается в камере 8 конденсации, а воздух и растворенные газы сбрасываются через обратный клапан 12 в атмосферу. Если клапан 12 сделать подпружиненным, а переливную трубку 11 поднять выше, то в газовой полости камеры 8 можно обеспечить давление конденсации выше атмосферного. По мере понижения давления в камере 1 в нее засасывается рассол из приемника 3 рапы по трубе 6. В это время в приемник 3 подается рассол. При достижении рассолом уровнясрабатывает датчик 7 уровня и подача рассола в приемник 3 прекращается,При этом устройство для регулирования уровня рассола переходит в режим автоматического слежения за положением уровня , компенсируя его колебания повышением или понижением уровняи обеспечивая необходимую разность уровней Н, которая равна:Н=(Ратм Ркип) Р 9,где Ратм - атмосферное давление;Ркип - давление кипения рассола в камере испарения;р - средняя плотность столба рассола высотой Н;д - ускорение свободного падения,Устройство для регулирования уровня должно отслеживать и изменения атмосферного давления.В этом состоянии включается нагреватель 13 для подогрева чистого растворителя,а через теплопроводную стенку камеры 1 испарения и рассола до заданной температуры кипения. Рассол вскипает, пары отсасываются из камеры 1 испарения эжектором 9 через вход 16 пассивной средыи сжимаются до давления конденсации, Конденсация паров происходит в струе, которая нагревается, поглощая теплоту конденсации. По достижении стационарного режима, когда теплота поступающего рассола, теплота конденсации и теплота, выделяющаяся при торможении струи, компенсируют теплоту испарения, тепло, уносимое сбрасываемым конденсатором, итеплопотери, нагреватель 13 отключаетсяКристаллы соли образуются в процессеиспарения рассола в поверхностном слое иопускаются под действием силы тяжести в приемник 3 рапы. Камера 1 испарения име1733036 40 50 ет форму, позволяющую образовываться конвективным потокам, движущимся по контурам, показанным стрелками, что предотвращает кристаллизацию соли на стенках камеры 1, так как поднимающийся поток подогреваемого рассола растворяет их. То же происходит и в трубе 6. Образовавшиеся кристаллы соли могут частично растворяться в движущемся навстречу ненасыщенном растворе, однако после выхода на стационарный режим скорость выпадения соли будет однозначно определяться количеством испаренного рассола в камере 1 испарения.Получение поваренной соли (или аналогичных нелетучих твердых веществ), например из водных растворов происходит с минимальными энергозатратами, Основной дополнительный расход энергии нужен только для поддержания разности температурных уровней кипящего при низкой температуре и низком давлении рассола и конденсации паров чистого растворителя, например при атмосферном давлении. В минимуме эта разность должна быть равна температурной депрессии раствора соли. Предполагается, что эта энергия будет поставляться в процессе диссипации энергии струи, выходящей из эжектора, первичным источником которой. является двигатель циркуляционного насоса,Это состояние будет характерным для стационарного режима работы кристаллизатора, Пусковые режимы требуют дополнительных затрат энергии для предварительного подогрева системы с целью ее последующего выхода на расчетные температурные уровни и для поднятия столба рассола с уровня И 1 на уровень 1. В 5 принципе система позволяет выходить настационарный режим саморазогревом, так как при работе насоса температура чистого растворителя будет непрерывно повышаться даже без кипения рассола за счет дисси пации механической энергии.Формула изобретен и я Кристаллизатор, содержащий камеруиспарения с теплообменником, установленный под ней приемник рапы с наклонным 15 дном с трубопроводом подвода рассола иэлементом отвода кристаллов, трубу, соединяющую камеру испарения с приемником рапы, устройство для отвода паров и средства для регулирования уровня рассола с 20 датчиком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности работы кристаллизатора за счет рекуперации теплоты конденсации, кристаллизатор снабжен камерой конденсации с переливной 25 трубой в нижней части. при этом камераиспарения размещена в камере конденсации, труба в зоне соединения с камерой испарения размещена в камере конденсации с.образованием теплообменника "труба 30 в трубе". а устройство для отвода паров выполнено в виде эжектора, вход активной среды которого связан с камерой конденсации. а вход пассивной среды - с камерой испарения.35.Рогачеваентал Корректор М,Кучерява Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 5, Раушская наб., 4/5