Аппарат для фракционного плавления

Оп ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 919694(51)М. Кл. В 01 О 9/00 с присоединением заявки ЭВ -Гееударствекиьй комитет СССРао авяаи изобретений н открытийДата опубликования описания 15 04 82 2) Авторы изобретени осов, Г. Н. Саргсян, С. К.Калиничева И, Гельперин, Г. и О) Заявител Московский ордена Трудового Красного Знамени химической технологии им. М, В. Ломоносо АППАРАТ ДЛЯ ФРАКЦИОННОГО ПЛАВЛЕН Изобретение относится к аппаратам для раз- денни всего обьема.,В результате такой.криделения и очистки веществ от примесей ме. сталлиэации,оставшаяся маточная жидкость,тодом фракционного плавления.обогащенная ннзкоплавкими примесями, окаИзвестен емкостной аппарат для фракцион- зывается заключенной в порах между кристалного плавления с внутренними теплообменны.лами, откуда ее удаление затруднено гидрав.ми элементами, выполненными в виде горизон- лическнм сопротивлением и действием калил.тальных ребристых труб илн вертикальных . лярных сил, В то же время задержка жйдкойпластннчатых.элементов. Процесс разделенияфазы приводит к существенному снижениюв таких аппаратах осуществляется следующим эффективности разделения. Для более полногоспособом, отделения образующейся на стадии плавленияПосле заливки в этот аппарат исходной сме-жидкой фазы процесс нагрева проводят с ннзси последнюю медленно охлаждают до полной кими скоростями, что приводит к существен.или частичной кристаллизации. Далее начинают ному понижению удельной производительностистадию плавления путем медленного повышеивй аппарата,фтемпературы, Образовавшиеся в результате на.грева жидкие фракции, обогащенные ннзкоплав- Целью изобретРкими примесями,. стекают через слой.оставших- ция процесса за счся кристаллов в нижнюю часть аппарата н вы деления.и увеличенводятся из негоПрн этом оставшаяся кри- ности.сталлическая фаза обогащается высокоплавким Поставленная цель. достигается тем, что апкомпонентом (11. парат для фракционного. плавления, включаю.Недостатком известного аппарата является щнй корпус с охлаждающими элементами, шту.то. что при его использовании кристаллизация цера для загрузки исходной смеси и отводарасплава происходит при равномерном,охлаж- образующихся жидких фракций, снабжен наения .является интенсификает повышения степени разия удельной производитель.гревающими элементами, расположенными между охлаждающими элементами,На фиг. 1 представлен аппарат, вертикальный разрез; на фиг, 2 - 5 - варианты располо.жения нагревающих элементов. 5Аппарат для осуществления процесса фракционного плавления с локальными зонаминагрева (фиг, 1) состоит из корпуса 1, охлаждающих 2 и нагревающих 3 теплообмейныхэлементов, штуцеров для загрузки исходного 10расплава 4 и штуцера 5 для вывода жидкихфракций, образующихся на стадии плавления,Предусмотрены штуцеры для подвода 6 и от.вода 7 хладагента, а также для подвода 8 иотвода 9 теплоносителя, Теплообменные элементы выполнены в виде трубок Фильда. Соотношение рабочих поверхностей охлаждающихи нагревающих элементов и их взаимное расположение в рабочем пространстве аппарата определяется концентрацией примесей в исходнойсмеси, а также физико-химическими и теплофизическими свойствами разделяемой смеси.. Наиболее рациональный вариант взаимногорасположения нагревающих и охлаждающихэлементов показан на фиг. 2, где использует.ся шахматное расположение элементов в рабочем пространстве аппарата. В варианте (фиг,3)охлаждающие элементы расположены в вершинах правильных шестиугольников, а нагревающие элементы - в центрах шестиугольников.В варианте (фиг. 4) охлаждающие элементырасположены в углах квадратов, а нагревающие - в их центрах. В варианте (фиг, 5) принято коридорное расположение элементов чередующимися рядами. Один из них состоит толь 35ко из охлаждающих элементов, другие из на.гревающих и охлаждающих элементов.В случае, когда исходная смесь содержитзначительное количество примесей, предпочти.тельны варианты расположения элементов, по 40казанные на фиг, 2 - 4, При незначительномсодержании примесей в исходной смеси рационально использовать вариант, показанныйна фиг. 4.Нагревающие и охлаждающие элементы могут быть изготовлены как из гладких труб,43так и снабженных продольными ребрами. Элементы располагают друг от друга на расстоянии, равном 1,5-3 их диаметра.Аппарат для фракционного плавления с локальными зонами нагрева работает следующим Яобразом,В предварительно прогретый аппарат черезштуцер 4 заливают в расплавленном виде исходную смесь. Далее проводят ее кристаллизацию при медленном охлаждении путем посте- ззпенного понижения температуры хладагента, подаваемого в элементы 2. Прн этом на охлаждающих элементах образуется кристаллическая фаза, Охлаждение проводят до тсмпературы,равной или несколько выше температуры соли.дуса разделяемой смеси. В течение всей стадииохлаждения в нагревающие элементы 3 подаюттеплоноситель с температурой на 1 - 3 С вышетемпературы ликвидуса разделяемой смеси,вследствие чего вокруг этих элементов,остается зона незакристаллизовавшегося маточника, обогащенного низкоплавкими примесями,После окончания стадии кристаллизации открывают нижний спускной штуцер 5 и спускают оставшуюся незакристаллизовавшуюсяжидкую фазу. При этом вдоль нагревающихэлементов образуются вертикальные каналы,свободные от кристаллической фазы, Далееначинают стадию плавления при постепенномнагреве системы путем подачи теплоносителяв охлаждающие элементы. Образующиеся приэтом жидкие фракции по образовавшимся каналам свободно стекают. в нижнюю часть аппа.рата и выводятся из него, В результате отделения низкоплавких примесей происходит обогащение оставшейся. кристаллической фазынизкоплавким целевым компонентом. Последостижения заданного разделения при быстроМнагреве производят полное выплавление из аппарата очищенного продукта,Аппарат с локальными зонами нагрева обла-:дает следующими преимуществами. В рабочемобъеме аппарата с локалыаами зонами нагревана стадии кристаллизации между нагревающимии охлаждающими элементами создаются гради.енты температуры. Последние приводят к образованию более правильных, хорошо сформировавшихся кристаллов, что на последующей стадии плавления существенно понижает захватматочной жидкости, обогащенной примесями,При направленном росте кристаллов в аппаратес локальными зонами нагрева низкоплавкиепримеси постепенно оттесняются растущимикристаллами в зону повышенной температуры,расположенную вдоль нагревающих элементов,откуда эти примеси удаляются с оставшимсяматочником в конце стадии кристаллизации.За счет образования вдоль нагревающих элементов каналов, свободных от кристаллическойфазы, на стадии плавления в значительной мере облегчается отделение жидких фракций отоставшейся кристаллической фазы, что существенно повышает четкость разделения и увеличивает выход очищенного продукта. Вследствиеболее быстрого отделения жидких фракций по.является возможность сущсственного сокрацения продолжительности процесса разделенияи соответственного повышения удельной производительности аппарата.Формула изобрстснияАппарат для фракционного плавлсния,включающий корпус с охлажданллими элсмсн 1 ами.5 9196 штуцера для загрузки исходной смеси и отвода образующихся жидких фракций, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения степени разделения и увеличения удельной производительности, он снабжен нагревающими элементами; 94 6расположенными между охлаждающими элементами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент Великобритании Кф 837295,кл, В 1 6, 1959 (прототип).919694 фщ Редактор Т. Весело Подписи аказъ 2209 ород, ул. 1 Уро Патент", г. тная,Составитель Г, Носов Техред Т, Маточка Тираж 733 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений й открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская .наб., д, Корректор В. Синицкаят