Пульсационный кристаллизатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.52(088.8) Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9 Дата опубликования описания 07,03.83 де делам кзебретеккк(72) Авторы изобретения Украинский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский углехимический институт(54) ПУЛЬСАЦИОННИИ КРИСТАЛЛИЗАТОР Изобретение относится к аппаратурному оформлению процесса кристаллизации веществ из растворов и можетнайти применение в коксохимическвй,химической и других отраслях промышленности,5.Известен пульсационный кристаллизатор, состоящий из секционного корпуса с крышкой и днищем, теплообменного устройства, устройства для ввода ои вывода раствора и вывода кристаллов,вертикальной перегородки, верхнийконец которой жестко соединен с крышкой, а нижний конец ве расположен подтеплообменным устройством и снабженобтекателем В верхней части аппаратснабжен желобом, пластинами, располо"женными параллельно стенкам желоба,и гидроватвором, соединенным посредством сливных труб с желобом1 .Наличие пульсирующего потока ваппарате обусловлено периодическимвводом и выводом сжатого газа в свободное пространство верхней части кристаллизатора. Продукционная суспензия выводится из нижней части аппарата.Создание пульсации с помощью сжато го газа и вывод продукционных кристаллов в виде суспензии непосредственно из рабочего объема кристаллизатора затрудняет поддерживать заданный гид" родинамический режим в зоне охлаждения, что приводит к ухудшению качества продукта по фракционному составу, снижению производительности аппарата.3Целью настоящего изобретения является повышение качества готового продукта и производительности аппарата.Поставленная цель достигается тем, что верхняя часть корпуса аппарата выполнена в виде горизонтального полуцилиндра и снабжена валом, установленным по его горизонтальной оси над вертикальной перегородкой, и ра100195 диальной перегородкой, закрепленной на валу,Кроме этого, устройство для вывода кристаллического продукта выполе нено в виде установленного в центральной части днища вертикального короба прямоугольного сечения, верхний торец которого расположен на уровне труб для ввода раствора, при этом нижняя часть короба снабжена коллектор о ными камерами с трубами для ввода раствора и вывода суспензии, и горизонтальными полуцилиндрами,: одни из которых - большего радиуса - закреплены на его стенках, а другие - мень шего,радиуса - закреплены на его смежных с камерами стенках.Указанные конструктивные отличия позволяют стабилизировать заданный режим пульсацииа также скорость восходящего потока рабочей жидкости, что обеспечивает постоянную производительность и качество готового продукта при непрерывном процессе кристаллизации.25На фиг.1 приведена принципиальная схема кристаллизатора; на фиг.2- кристаллизатор, вид сбоку. Пульсационный кристаллизатор соЗОстоит из секционного корпуса 1, верхняя часть которого выполнена в видегоризонтального полуцилиндра 2. Внутри полуцилиндра 2 установлена подвижная радиальная перегородка 3, жесткозакрепленная на валу 4, Вал 4 вмонти- З 5рован в стенки корпуса аппарата спомощью подшипников и уплотнения 5по геометрической оси полуцилиндра 2,причем один конец вала выведен наружуи конструктивно связан с механизмом4 Она фигурах не показан ),обеспечивающим возвратно-поступательное вращение перегородки 3, Конструктивноеисполнение описанного узла должнобыть таким, чтобы между перегородкой3 и стенками корпуса, валом 4 и верхним концом вертикальной перегородки6 был минимальный зазор при свободномих движении,В верхней части по оси аппаратаустановлен патрубок 7 для вывода маточного раствора или ввода инертнойжидкости через патрубок 8 с вентилем9 в случае работы аппарата с коррозионноактивными растворами,55Ниже в расширяющейся части кристаллизатора расположен трубчатый коллектор 10 с перфорацией по нижней обра 5 фзующей и штуцером 11 для вывода маточного раствора,В средней части аппарата устайовлено теплообменное устройство с горизонтальным расположением труб 12, переточными коллекторами 13, патрубкамидля ввода 14 и 15 и вывода 16 и 17хладоносителя, Под охлаждающим устройством расположен обтекатель 18 вертикальной перегородки 6, которая делитвнутреннее пространство кристаллизатора на две равные части,В центральной части днища установлено устройство для вывода продукционных кристаллов, выполненное в видевертикального короба 19, на противоположных стенках которого жестко закреплены внутренние торцы труб 20 и 21с перфорацией 22 для равномерного ввода исходного раствора, Нижняя частькороба 19 оборудована двумя коллекторными камерами 23 и 24 с патрубкамидля ввода раствора 25 и 26 и выводасуспензии 27. В вырезах, смежных скамерами 23 и 24, стенок заКрепленыгоризонтальные полуцилиндры 28 меньшего радиуса, Ссосно с ними расположены полуцилиндры 29 большего радиуса, которые жестко связаны между собой и стенками короба 19, образуяего дно. Верхняя расширяющаяся частьаппарата соединена с нижней трубой30, на которой установлено устройство 31 контроля гидравлического сопротивления слоя кристаллов в аппарате. Кристаллиаатор работает следующим образом.По трубам 0 и 21 исходный раствор непрерывно поступает в нижнюю часть аппарата, создавая результирующий восходящий поток.Вследствие возвратно-поступательного вращения вала 4 и радиальной перегородки 3 происходит колебательное движение суспензии по О-образному контуру (фиг. 1). При перемещении перегородки 3 из положения А в положение В в левой части аппарата имеет место восходящий поток, в правой. - нисходящий. Перемещению перегородки 3 из В в А соответствует противоположное направление потоков в левой и правой частях аппарата.При работе с коррозионноактивными растворами верхняя часть аппарата заполняется инертной жидкостью, например маслом, через патрубок 7, а вывод раствора осуществляется через955 Ьном расходе раствора на выгрузку регулируя распределение его потоков, направляемых в патрубки 25 и 26, можно изменить скорость вывода кристаллов из аппарата в широком диапазоне. Благодаря трубе 30 и прибору 31 можно осуществить автоматическое регулирование распределения потоков раствора в ,патрубках 25 и 20 в зави;имости от гидравлического сопротивления слоя Конструктивные отлиция нижней части аппарата позволяют осуществлять вывод продукционных кристаллов с различной скоростью, не изменяя величины результирующего восходящего потока в30 зоне охлажденйя при постоянном расходе исходного раствора, подаваемого по трубкам 20 и 21, При этом интенсивность выгрузки зависит от скорости раствора в свободном сечении между полуцилиндрами 28 и 29, ъо есть от расхода раствора, подаваемого в патрубок 25, При определенном постоянформула изобретения 5 1001 коллектор 10 и штуцер 11, В этом случае положению А или В соответствует положение а иди в , занимаемое границами раздела раствора и инертной жидкости в левой и правой частях аппара-та.Наличие полуцилиндра 2, радиальной перегородки 3 и вала 4, приводимого в движение с помощью возвратно-поступательного механизма, позволяет создатьо устойчивую пульсацию суспензии, причем частота пульсации строго соответствует частоте колебания радиальной перегородки, а амплитуда пульсации - максимальному углу ее поворота.5 А так как частота колебания и максимальный угол поворота перегородки 3 в процессе работы остаются постоянными, то в зоне охлаждения обеспечивается заданный гидродинамицеский ре жим.Пройдя теплообменное устройство в пульсирующем режиме и охладившись с одновременным снятием пересыщения поверхностью кристаллов, раствор. постуэ пает в расширяющуюся часть аппарата. Здесь снимается остаточное пересыщение и осветленный раствор направляется в нижнюю часть теплообменного устройства через патрубок 15 в качестве хла-. Зв доносителя. В патрубок 14 подается вода.В вертикальном коробе 19 происходит осаждение крупнокристаллического продукта в виде плотного зернистого слоя, который в процессе выгрузки перемещается вниз, Раствор, подаваемый в патрубок 25, в коллекторной камере 24 распределяется по горизонтальным каналам, образованным каждой па- ф рой полуцилиндров 28 и 29. При этом раствор захватывает кристаллы, поступающие между полуцилиндрами 28, попадает в коллекторную камеру 23 ивыводится по патрубку 27, 45 кристаллов в аппарате,С увеличением массы кристаллов зозрастает гидростатицеский напор внизу аппарату, вследствие цего поднимается уровень жидкости в трубе 30. Прибор 31, Фиксирующий положение уровня жидкости, дает соответствующий сигнал наисполнительный механизм, который всвою очередь уменьшит расход раствора в патрубке 26 и .увеличит в патрубке 25, При этом возрастет концентрация твердой фазы в продукционной суспензии, выходящей через патрубок 27.Таким образом, предложенный аппарат позволит осуществить непрерывный процесс кристаллизации в условиях стабильного гидродинамического режима взоне охлаждения, благодаря чему обеспечивается постоянная производительность и качество продукта. Кроме того,процесс выгрузки не сопровождаетсяизмельчением кристаллов и может быть легко автоматизирован.Использование предлагаемого аппарата в коксохимической промышленности позволит решить важную народнохозяйственную задачу - получение крупнокристаллицеского неслеживающего сульфата аммония при незначительных затратах на реконструкцию действующихсульфатных отделений. Экономическийэффект от внедрения данного кристаллиэатора на одном из коксохимицеских заводов средней производительности в сравнении с существующими бессатураторными установками составит около 450 тыс. руб. в год.Реализация данного технического решения соответствует стадии проектирования опытно-промышленного образца. 1. Пульсационный кристаллиэатор, включающий корпус с днищем, теплообменное устройство, вертикальную перегородку с обтекателем, трубами для ввода и вывода раствора и устройство7 100 для вывода кристаллического продукта, о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества готового продукта и увеличения производительности, верхняя часть корпуса выполнена в виде горизонтального полуцилиндра и снабжена валом, установленным по его горизонтальной оси над вертикальной перегородкой, и радиальной перегородкой, закрепленной на валу,2. Кристаллизатор по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что устройство для вывода кристаллического продукта выполнено в виде установ ленного в центральной части днища вертикального короба прямоугольного 1955 8сечения, верхний торец которого расположен на уровне труб для ввода раствора, при этом нижняя часть короба снабжена коллекторными камерами с трубами для ввода раствора и вывода суспензии, и горизонтальными полуцилиндрами, одни из которых - большего радиуса - закреплены на его стенках, а другие - меньшего радиуса - на его 30 смежных с камерами стенках. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРИ 747487, кл. В 01. 0 9/02, 10.04.78П з 1676/2ВНИИП сн 4/5 филиал ППП "Патент" , г. Ужгор Проектна Тираж 68 Государственно елам изобретенМосква, Ж,о комитета ССй и открытийаушская наб.,