Вакуум-кристаллизатор

пщ б 21358 ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик ,61 Дополнительн т. сви -в 1) М. л лено 20.05,74 (21) 2025935/23-26 01 Р 9 02 с присоединением заявкиГосударственный комите Совета Министров ССС ло делам изобретений н открытий(54) ВАКУУМ-КРИСТАЛЛ ИЗАТ ного маточного раствора, что приводит к снижению производительности или получению более мелких кристаллов;резкое понижение температуры исходного горячего раствора при смешении с более холодной циркулирующей суспензией, следствием чего является дополнительное образование зародышей кристаллов;необходимость создания специальных зон осветления;применение механических средств насосов) для создания принудительной циркуляции, требующих специального обслуживания, особенно при работе на коррозионноактивных средах.Целью изобретения является ус е указанных недостатков и получене крупных и однородных по разместаллов.Это достигается тем, чтоститель снабжен вертикальнродками, горизонтальнымипульсационными камерами, уми симметрично относительноных перегородок.По высоте вертикальбыть разделены рядомпределительных решетоосветленной суспензииили несколько наклони транени ие боле ру кри кристаллораыми перегорешетками и становленны- вертикальные секции могут горизонтальных раск. У штуцера отводаустановлена одна ых перегородок. 32) Приоритет43) Опубликовано 30.08.78 45) Дата опубликования Изобретение относится к вакуум-кристаллизаторам, предназначенным для выделения растворенных веществ из раствора путем его охлаждения при адиабатическом испарении растворителя и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности.Известен вакуум-кристалл изатор, содержащий вертикальный, суживающийся книзу корпус, в верхней части которого расположен испаритель, а в нижней - кристаллораститель 11, В корпусе установлена циркуляционная труба со встроенным осевым или струйным насосом и организованы одна или несколько отстойных зон. Вакуум-кристаллизатор снабжен штуцерами ввода исходного раствора и отвода сгущенной суспензии и осветленного раствора.Известный вакуум-кристаллизатор имеет следующие недостатки:высокие скорости суспензий в центральной циркуляционной трубе и особенно в устройствах для создания принудительной циркуляции (струйных или осевых насосах), приводящие к дроблению или истиранию получаемых кристаллов;выделение всего количества кристаллизующегося вещества при температуре, равной или близкой к температуре конеч 32 (53) УДК 66.0655 10 15 2.1 25 30 35 4 О 45 50 55 60 65 На фиг. 1 изображен предлагаемый вакуум кристаллизатор в разрезе, вариан 1 аппарата с синхронизированными камерами, расположенными у оси аппарата; на фиг. 2 - то же, вариант аппарата с синхронизированнь 1 ми камерами, расположенными по периферии аппарата; на фиг. 3 - график распределения температур по высоте секций при налпчии одной и двух пар синхронизированных камер, где а - одна пара камер, б в д пары камер.Предлагаемый вакуум-кристаллизатор содержит вертикальный корпус, в верхней части которого расположен сепаратор 1, а иод ним - кристаллораститель 2, разделенный перегородками 3 на четное число вертикальных секций 4, сообщающихся вверху переливами. Каждая пара секций снабжена, по меньшей мере, одной парой симметричных камер 5, образованных перегородками 6 внутри вертикальных секций 4, Камеры 5 могут быть расположены у оси аппарата или по его периферии. Вверху камеры 5 с помогцью штуцеров 7 подключены к источникам пульсирующего давления, напримср сжатого воздуха или другого газа, В нижней части камеры 5 сообщены каждая со своей секцией 4. Вертикальныс секции разделены по высоте на ступени горизонтальными распределительными решетками 8. Корпус снабжен штуцерами 9 - 12 соответственно ввода исходного рас. твора, отвода сгущенной суспензии, отвода осветленного раствора, вывода сокового пара. У штуцеров отвода осветленного раствора могут быть установлены наклонные перегородки 13.Предлагаемый вакуум-кристаллизатор работает следующим образом.Исходныи горячий раствор вводится через штуцера 9 у основания кристаллорастителя под нижнюю распределительную решетку 8 и, проходя через нее, смешивается с суспспзией, находящейся в следуюшей ступени крнсталлорастителя над распределительной решеткой. С объемом растьора, находящегося в этой ступени кристаллорастителя, сообщаются в нижней части камеры 5. Эти камеры через штуцера 7 подсоединяют попеременно к двум источникам воздуха или другого газа, давление которого выше или ниже давления, имеющегося на уровне приблизительно сере. дины камер. При попеременном подключении камер к этим источникам в каждую камеру поочередно либо засасывается, либо из нее вытесняется определенный объем раствора (суспензии). Величину давлений воздуха и форму камер выбирают таким образом, чтобы объемы суспензии, вхо. дящей и вьходящей из камеры 5, были приблизительно равны. Подключение камер к источникам воздуха производится синхронно, причем, если одна камера подключается к источнику с меньшим давлением, то другая подсоединяется к источнику с большим давлением. Благодаря этому об ьем суспензии, вытесняемый из одной камеры соответствующей секции кристаллораститсля над верхней кромкой перегородки 3, переливается в другую секцию кристаллорастителя, восполняя в ней объем суспензии, поступающей в это же время в объем второй камеры, расположенной в этой секции. Уровень суспензии в сепараторе при этом остается неизменным. Таким образом, па основную объемную скорость движения исходного раствора по направлению к поверхности испарения и выходу через отвод 11 накладывается знакопеременньш объемный расход суспензип (указан стрелками на фнг. 1), создаваемый камерами 5, находящимися под воздействием пульсирующего давления. При этом, поскольку ступени кристаллорастителя благодаря распределительным решеткам являются элементами типа идеального смешения или близкими к этому типу, происходит постепенное ступенчатое понижение температуры суспензпи: от равной температуры исходного раствора в нижней ступени до равной температуре кипения в верхней ступени. В то же время благодаря такому знакопеременному расходу суспензии обеспечивается перенос пер есыщения раствора, образовавшегося в верхней ступени, в нижерасположенные ступени. Кристаллы, содержащиеся в суспензии, вследствие пульсации потока поддерживаются во взвешенном состоянии. Усредненная скорость движения потока равна скорости движения исходного раствора и наравлена вверх, что благодаря увеличению сечения кристаллорастителя в направлении скорости движения, обеспечивает классификацию кристаллов по размерам: размер кристаллов, преимущественно задср.киваемых на ступенях, возрастает по направлению книзу кристаллорастителя.Образующиеся преимущественно в верхней ступени кристаллорастителя кристаллы по мере их роста на ступенях, опускаются к основанию кристаллорастителя и выгружаются через нижний штуцер 9. Мелкие кристаллы вместе с обедненным раствором отводятся через сливные отводы 11, Образующиеся соковые пары выводятся через вывод 12.Для выравнивания изменения температуры раствора от ступени к ступени над нижней парой симметричных пульсационных камер 5 могут быть установлены дополнительно одна или более пар камер.Пример распределения температур по ступеням крпсталлорастителя при установке одпой и двух пар камер дан на фиг. 3.Наклонная перегородка 13 у штуцера вывода частично осветленного раствора отклоняет поток суспензии, возникающийпри вытеснении раствора из камеры 5, и тем самым уменьшает содержание мелких кристаллов в выходящем маточном растворе.Таким образом, предлагаемый вакуумкристализатор позволяет создать внутреннюю циркуляцию суспензии без применения механических средств, что создает благоприятные условия для роста кристаллов, сводящие к минимуму их дробление и истирание.Кроме того, знакопеременный характер движения суспепзии в аппарате и разделение аппарата распределительными решетками на отдельные зоны создают дополнительные преимущества, позволяющие получать более кручные кристаллы: образование зародышей кристаллов локализуется, в основном, в зоне над верхней распределительной решеткой. обеспечивается отвод зародышей из этой зоны и их постепенный рост по мере движения к основанию аппарата, понижение температуры суспензии происходит более равномерно.В предлагаемом аппарате нет необходимости создавать специальшяе зоны осветления, так как при знакопеременной составляющей потока суспензии, направленной в одной пз секций вверх, отбор осветленного раствора производится через штуцер, расположенный в другой секции, При этом 5 вследствие наличия перегородки 13 верхняязона второй секции служит зоной осветления.Ф о р м ул а и за бр етения10 Вакуум-крпсталлизатор с внутренней циркуляцией суспензии, содержаций вертикальный, суживаю цийся книзу корпус, вверхней части которого расположен ис",аритель, а в нижней - кристаллораститель,15 штуцера ввода исходного раствора и отвода сгущенной суспензии и осветленногораствора, отлпч ающийся тем, что, сцелью получения более одноподпых и крупных кристаллог кристалчораститель саб 20 жен вертикальными перегородками, горизонтальными решетками и пульсапиоппыми камерами, установленными симметрично относительно вертикальных перегородок.Источники информации,25 принятые во внимание при экспертизе1. Вэмфорт А. Б. Промышленная кристаллизация, М Химия, 1969, с, 85 - 86,.г Тираж 92овета Министи открытийская наб д Изд592 НПО Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рау