Пульсационный кристаллизатор

(57) Исполь творов, нап ральных со ер- заГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ. Бюл. И. 41даренкоое свидетельство СССРкл. В 01 О 902, 1988,АЦИОННЫЙ КРИСТАЛЛИ зование: кристаллизация рас ример, в производстве мине лей. Сущность изобретения Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к пульсационным кристаллизаторам непрерывного действия, и может найти применение при аппаратурном оформлении проЦессов кристаллизации твердых веществ из их насыщенных растворов,Цель изобретения - сокращение энер- гозатрат и инте сификации процесса кристаллизации за счет использования давления отработанного газа после пневмопульсаций.На фиг.1 представлен продольный разрез общего вида пульсационного кристаллизатора с автоматическим клапаном пульсатора в линии патрубка подвода газа: на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.Пульсационный кристаллизатор сод жит корпус 1 с крышкой 2, на которой креплена центральная т.руба 3, размещенная в корпусе 1 соосно оси. На крышке 2 корпуса 1 расположены кожух 4 разделительной камеры 5, а также цилиндрическая обечайка 6 аккумулирующей камеры 7, Рабочим объемом аккумулирующей камеры 7 служит внутреннее пространство, ограниченное обечайкой 6, а между ее стен, Я 2 П 1773430 А 1 пульсационныи кристаллизатор, содеркащий корпус с крышкой и центральной трубой, пульсационную и аккумулирующую камеры и технологические патрубки, снабжен дополнительным трубопроводом с патрубком-воздуш ником с запорной арматурой и автоматическим клапаном, выпускной канал которого соединяет пульсационную и аккумулирующую камеры, что позволяет использовать энергетические параметры отработанного газа, 2 ил,кой и стенкой кожуха 4 разделительной камеры 5 образован кольцевой карман 8.Зазор кольцевого пространства между крышкой 2 корпуса 1 и поверхностью кристаллизуемого раствора выполняет рогь пульсационной камеры 9, а для подвода и отвода избыточного давления газа 1 з нее служат соответственно патрубки 10 и 11.В линии патрубков подвода 10 и отвода 11 газа (условно не показан вариант конструкции с отдельным взаимным расположением патрубков подвода 10 и отвода 11 газа в их взаимосвязи с общим клапаном 12 и трубопроводом 13) или в линии патрубка подвода 10 и отвода 11 газа (фиг,1) расположен автоматический клапан 12, при э 1 ом в последнем случае варианта конструкции часть длины линии патрубка подвода 10 газа совмещена и служит также для отвода газа из пульсационной камеры 9, т,е, зта ее часть является одновременно патрубком отвода 11 газа из пульсационной камеры 9,Пульсационная камера 9 с автоматическим клапаном 12 в линии патрубков ил патрубка подвода 10 и отвода 11 газа выполняет функцию пульсатора в совокупности с другимй элементами присущими устройству5 10 15 20 30 40 45 50 55 их конструкции, при этом клапан 12 можетбыть эолотниковым распределительным устройством и т,п.Согласно изобретению для отвода отработанного газа из пульсационной камеры 9после создания пневмопульсаций пульсационный кристаллизатор снабжен дополнительным трубопроводом 13 ипатрубком-воздушником 14 на нем с запорной арматурой 15 и 16, установленной соответственно в линии дополнительноготрубопровода 13 и в линии патрубка-воздушника 14.В корпусе 1 расположено встроенноетеплообменное устройство 17 с вертикальным положением труб, оно имеет патрубкиввода 18 и вывода 19 теплоносителя.В днище корпуса 1 расположен патрубок 20 для вывода суспензии продукционных кристаллов из рабочего объемакристаллиэатора, например, в кристаллосборник (условно не показан).Патрубок 21 ввода (подачи) исходногокристаллиэуемого раствора закреплен вкрышке обечайки б аккумулирующей камеры 7 и опущен в аккумулирующую камеру,при этом нижний обрез патрубка 21 можетбыть опущен ниже уровня плоскости крыш ки 2, непосредственно внутрь верхней частиобъема центральной трубы 3.Для отбора осветленного (отработанного) кристаллизуемого раствора и его излишков служит переливная труба 22, котораязакреплена в крышке 2 корпуса 1. Верхнийконец переливной трубы 22 располокен вкольцевом кармане 8, ниже уровня верхнейкромки кожуха 4, а нижний конец переливной трубы 22 проходит через пространствопульсационной камеры 9 и заглублен в раствор в корпусе 1.Осветленный раствор по переливнойтрубе 22 переливается в процессе работыпульсационного кристаллизатора в кольцевой карман 8 и выводится из него черезпатрубок 23 вывода осветленного (отработанного) раствора,По оси, в продольном отверстии камерытеплообменного устройства 17, проходитцентральная труба 3, Нижний конец центральной трубы 3 может быть выполнен ввиде раструба 24 и нижней кромкой расположен с зазором по отношению к поверхности стенки днища 25 корпуса 1, при этомраструб 24 соединен с центральной трубой3 разъемно, с образованием классификационной камеры 2 С,Аккумулирующая камера 7 сообщаетсяс атмосферой патрубком 27.Предлагаемый пульсационный кристаллизатор работает следующим образом,1(ристаллизуемый раствор (исходный или смесь исходного раствора с раствором, выводимым через патрубок 20) непрерывно через патрубок 21 подается в аккумулирующую камеру 7 или в центральную трубу 3 и по ней поступает в нижнюю часть корпуса 1, заполняя его объем. По мере заполнения объема корпуса 1 раствором уровень его повышается и им заполняется трубное пространство вертикально расположенных труб 28 теплообменного устройства 17. При этом, двигаясь вверх в пульсирующем рекиме вдоль теплопередающих поверхностей труб 28 теплообменного устройства 17, раствор охлаждается (в теплообменное устройство 17 подается теплоноситель соответствующей температуры, но не нижЕ температуры точки кристаллизации) или нагревается до требуемой температуры,После заполнения корпуса 1 кристаллизатора до некоторого исходного рабочего уровня кристаллизуемого раствора по линии Б в пульсационную камеру 9 подают газ под избыточным давлением и одновременно подают номинальный расход теплоносителя в теплообменное устройство 17. при этом,как правило, подпитку свежего ра:твора через патрубок 21 не ведут,Под воздействием циклического подвода и отвода избыточного давления газа из пульсационной камеры 9 суспензия кристаллизуемого раствора также получает возвратно-поступательное движение, при этом, если в исходном положении уровень кристаллизуемого раствора расположен по линии Б, то в рабочем полокении кристаллизуемый раствор в пульсационной камере 9 циклически опускается до уровня по линии В и в аккумулирующей камере 7 в то ке время поднимается до уровня по линии Г.Подвод газа в пульсационную камеру 9 и отвод его из нее обеспечивается соответственно через впускные и выпускные каналы автоматического клапана 12, котэрые открываются цлклически по периодам цикла создания пневмопульсации, при этом при отводе газа отработанный газ через открытый выпускной канал клапана 12 подается в трубопровод 13 и по нему поступает в рабочий объем аккумулирующей камеры 7.Такой сброс расхода отработанного газа пневмопульсаций в аккумулирующую камеру 7 создает в ней толчок давления отработанным газом на свободную поверхность раствора в корпусе 1 кристаллизатора. Толчок давления отработанного газа в аккумулирующей камере 7 вызывает увеличение скорости начального движения раствора из аккумулирующей камеры 7 в началеее опоракнения,При необходимости возможно регулирование режимных параметров сброса расхода отработанного газа пневмопульсации в аккумулирующую камеру 7, например, для изменения частоты и амплитуды колебаний раствора в трубном пространстве теплообменного устройства 17 путем частичного или полного открытия или закрытия запорной арматуры 15 и 16, установленной соответственно в линии трубопровода 13 отвода газа и в линии патрубка-воздушника 14.Таким образом, создаваемые пневмопульсации позволяют интенсифицировать процесс кристаллизации, а в процессе работы пульсационного кристаллизатора, например, по мере охлаждения кристаллизуемого раствора и достижения его температуры ниже точки кристаллизации происходит его пересыщение с выделением избыточного количества растворенного вещества в виде кристаллов, основная масса которых удерживается в корпусе 1 в псевдоокиженном состоянии и служит межфазной поверхностью для снятия пересыщения кристаллизуемого раствора.Классификационная камера 26 обеспечивает создание гидродинамических условий гидравлической классификации кристаллов, так как пульсационное перемешивание раствора с мелкими кристаллами и их зародышами способствует укрупнению кристаллов, которые потом гравитационно оседают и выводятся из кристаллизатора через патрубок 20.Введение подпитки кристаллизуемого раствора в кристаллизатор через патрубок 21 вызывает соответственно повышение уровня раствора в объеме корпуса 1 выше линии Б, а так как уровень раствора циклически от избыточного давления в пульсационной камере 9 поникается ниже уровня линии В вкорпусе 1 и вследствиеэтогочасть раствора передавливается по центральной трубе 3 в объем аккумулирующей камеры 7 до уровня выше уровня по линии Г, то осветленный раствор также передавливается попереливным трубам 22 и сливается в кольцевой карман 8 разделительной камеры 5.Все это обеспечивает отбор осветлен 5 ного (отработанного) раствора и вывод егоизлишков, который затем из кольцевого кармана 8 выводится через патрубок 23 запределы кристаллизатора, в частности дляприготовления смеси кристаллизуемого10 раствора,Применение пульсационного кристаллизатора позволит соКратить энергозатраты и интенсифицировать процесскристаллизации за счет использования дав 15 ления отработанного газа после созданияпневмопульсаций,Кроме того, циклическое сообщениепульсационной камеры с обьемом аккумулирующей камеры и сброс в последнюю рас 20 хода отработанного газа пневмопульсацийисключает необходимость затрат энергиина форсирование всасывания газа в обьемаккумулирующей камеры, например, из атмосферы,25 Наряду с этим, более полное использование энергетических параметров отрабо.та нного газа пневмо пульсацийспособствуют также повышению частотыпульсаций, т.е. расширению верхнего уров 30 ня диапазона частот пульсаций в пульсационном кристаллизаторе,Формула изобретенияПульсационный кристаллизатор, содержащий корпус с центральной трубой, разде 35 лительную, пульсационную и аккумулирующуюкамеры. систему трубопроводов и технологическиепатрубки,отличающийся тем,что, с целью сокращения энергозатрат и интенсификации процесса кристаллизации пу 40 тем использования давления отработанногогаза после создания пневмопульсаций, онснабжен дополнительным трубопроводом спатрубком-воздушником с запорной арматурой и автоматическим клапаном, выпуск 45 ной канал которого соединяетпульсационную и аккумулирующую камеры.1773430 еда кто при ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул.Гагарина, 10 Заказ 3883 ВНИИПСоставитель В, БондаренкоТехред Ы,Ыоргентал . Корректор Н. Тупи одписноем и открыти Тираж Посударственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская н