Способ разделения растворов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике разделения веществ путем кристаллизации растворенного вещества охлаждением раствора с последующим плавлением осажденных кристаллов и может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения - увеличение производительности за счет интенсификации теплообмена. Устройство для проведения процесса разделения раствора имеет охлаждающую и нагревательную зоны, расположенную между ними фильтрующую перегородку и теплоизолирующую вставку, расположенную между зонами. Плавление кристаллов в аппарате осуществлено непосредственно на фильтрующей перегородке путем подачи на фильтрующую перегородку теплоносителя. Плавление кристаллов, осажденных на перегородке, прямым контактом их с плавящей или растворяющей жидкостью осуществляется благодаря тому, что фильтрующая перегородка установлена под охлаждающей зоной аппарата и омывается плавящей или растворяющей жидкостью, которая подается под фильтрующую перегородку в нагревательную зону, а между зонами охлаждения и нагрева расположена теплоизолирующая вставка. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

О И

РЕСПУБЛИН аа а 1

6141 А1 ($))5 В 01 D 9 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) >. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ОРИ ГННТ СССР

К А STOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<\ (21) 4329597/23-26 (22) 18. 11.87 (46) 15. 11. 90. Бюл . Р 42 (71) Государственный научно-исследовател ьс ки и и проектный институт ла кокрасочной промыигленности научно-!! производственного объединения Спектор" (72) В.А, Васил> ев, F..À..Óâàðîâ, Л,Г. Роза нов, Г.A. Ткаченко, И.Б, Зайцев и А.Н. Пеклер (53) 66.065,52 (088.8) (56) Авторскг е с видете i»ãтво СССР

И 530686, кд. В 01 0 9(0?, 1974 °

2 (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ РАСТВОРОВ Н

УСТР(ЯСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЛ!ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике разделения веществ путем кристаллизации растворенного вещества охлаждением раствора с последующим плавлением осажденных кристаллов и может быть использовано в химической промьниленности. Пель изобретения — увеличение производительности за счет интенсификации теплообмена. Устройство для проведения процесса разделе»ия раствора имеет охлаждающую и нагревательную зоны, расположенную

1606 14! или растворяющей жидкостью осуществляется благодаря тому, что фильтрующая перегородка установлена под

5 охлаждающей зоной аппарата и омывается плавящей или растворяющей жидкостью, которая подается под фильтрующую перегородку в нагревательную зону, а между зонами охлаждения и нагрева расположена теплоизолирующая вставка. 2 с. и 1 з.п..ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике разделения веществ и может найти применение в химической промышленности. Оно может быть использовано 20

-в производстве химических реактивов и особо чистых веществ, в процессах регенерации растворов, в установках по очистке сточных вод и др.

Пель изобретения — увеличение 25 производительности за счет интенсификации теплообмена.

На фиг. 1 изображен предложенный аппарат, с разлйчными исполнениями устройства для омывания, общий вид; на фиг. 2 — нижняя часть аппарата с устройством для омывания; на фиг. 3 - другой вариант исполнения устройства для омывания фильтрующей перегородки плавящей жидкостью

Аппарат включает, корпус 1, содержащий охлаждающую 2 и нагревательные

3 зоны. Охлаждающая зона 2 снабжена рубашкой 4, внутри ее помещено с воз- 40 можностью возвратно-поступательного движения перемешивающее устройство 5 тарельчатого типа. Под охлаждающей зоной 2 установлена фильтрующая перегородка 6, а под ней расположена нагревательная зона 3, представляющая собой устройство для омывания поверхности фильтрующей перегородки 6 плавящей или растворяющей жидкостью и вывода расплава иэ аппарата. Фильтрующая перегородка 6 может быть выполнена жесткой или мягкой (перфориро ванный или пористый металл, фильтро-. вальная ткань). Устройство для омы- вания фильтрующей перегородки 6 пла° 55 вящей жидкостью может иметь различные варианты исполнения (фиг. 2 и 3).

Охлаждающая 2 и нагревательная зона разделены теплоизолирующей вставмежду ними фильтрующую перегородку и теплоизолирующую вставку, расположенную между зонами. Плавление кристаллов в аппарате осуществлено непосредственно на фильтрующей перегородке путем подачи на фильтрующую перегородку теплоносителя. Плавление кристаллов, осажденных на перегородке, прямым контактом их с плавящей! кой 7. 71ля ввода исходного раствора в корпусе предусмотрен штуцер 8, для вывода обедненного раствора — штуцер

9, а для ввода плавящей или растворяющей жидкости в зоне нагрева 3 имеется штуцер 10. Йлавящая жидкость и расплав кристаллов, прошедших фильтрующую перегородку 6, выводятся из аппарата через штуцер 11.

Предложенный способ осуществляют в аппарате следующим образом.

Исходный раствор подают в штуцер

8, охлаждаясь в зоне 2, из него осаждаются кристаллы, имеющие плотность большую, чем плотность раствора. Кристаллы осаждаются, проходя сверху вниз через отверстия в тарелках перемешивающего устройства 5, и накапливаются на фильтрующей перегородке 6. Перемешивающее устройство 5 создает пульсацию среды в аппарате, улучшающее теплообмен, и одновременно выполняет роль скреб- ков, препятствующих нарастанию слоя кристаллов на внутренней поверхности корпуса 1. Обедненный раствор выводят из аппарата через штуцер 9. ля плавления удерживаемых фильтрующей перегородкой 6 кристаллов в нагренательную зону 3 аппарата подают через штуцер 10 плавящую или растворяющую жидкость, которая, омывая пов ер хиос т ь фил ьтр ующей п ер er ор одки 6, плавит или растворяет прилегающий перегородке слоя накопившихся кристаллов. При этом происходит прямой контакт кристаллов с плавящей или растворяющей жидкостью, что и определяет интенсивность процесса, кроме того, омываемая фильтрующая перегородка 6 является и поверхностью теплообмена. Пульсация в аппарате за счет возвратно-поступательного дви15 ку, 2, Устройство для разделения растворов, включающее корпус с эонами охлаждения и нагрева и фильтрующую перегородку, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности эа счет интенсификации теплообмена, фильгрующая перегородка установлена между зонами нагрева и охлаждения.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что зоны нагрева и охлаждения разделены теплоизолирующей вставкой.

5 160614 1 жения перемешивающего устройства способствует проникновению плавящей жидкости через фильтрующую перегородку

6 под слой кристаллов и обратно, что также повьппает интенсивность процесса. Плавящая жидкость и расплав кристаллов, прошедших через фильтрующую пер ег ор одк у 6, выводят и з аппарата через штуцер 11.

В качестве планящей жидкости может применяться любая жидкость, инертная по отношению к осажденным кристаллам, нагретая до температуры, превьппающей температуру плавления осажденных кристаллов, но не выше температуры кипения этой жидкости.

В зависимости от назначения получаемого расплава кристаллов плавящей жидкостью может быть и сам рас- 20 плав осажденных кристалов, нагретый до температуры, превышающей температуру плавления осажденных кристаллов, но не выше температуры кипения этой жидкости, 25

При использовании в качестве плавящей жидкости самого расплава целесообразно в нагревательной части аппарата организовать конвективный циркуляционный контур, с.:, ûâàþï èé нижнюю поверхность перегородки (фиг. 3) .

В качестве растворяющей жидкости можно применять любую жидкость, являющуюся растворителем по отноше-, нию к осажденным кристаллам.

Во всех случаях в результате подачи теплоносителя на фильтрующую перегородку происходит омывание плавящей жидкостью фильтрующей перегородки, удерживающей кристаллы, установленной под охлаждающей зоной, при этом давление кристаллов осуществляется непосредственно на фильтрующей перerородке.

Пример. Раствор калий-алюминий сульфата с концентрацией 14,3Х о нагретый до 80 С, в количестве

75 кг/ч подают в охлаждающую зону 2 через штуцер 8. В рубашку корпуса вводят хладоагент — водный раствор

СаС1 с температурой 20 С. При охлажденни раствора ниже 55 С начинает выпадать кристаллогидрат калий-алюминий сульфата, кристаллы которого оседают в нижнюю часть кристаллизатора на пористую фильтрующую перегородку. Обедненный раствор выводят с концейтрацией соли 0,23Х и при о

0 С выводят иэ верхней части аппарата через штуцер 9. Под фильтрующую.перегородку через штуцер 10 подают плавящую жидкость — водный раствор калий-алюминий сульфата с концентрацией

53,3Ж в количестве 56,6 кг/ч и 110 С.

Осевшие на перегородке кристаллы калий-алюминий сульфата плавятся и растворяются в собственной кристаллиэационной воде, раствор вместе с плавящей жидкостью выгружают через штуцер 11 в количестве 76,5 кг/ч при

950С. Содержание калий-алюминий сульфата в выходном потоке составляет

53,37.

Формула и з обр ет ения

1. Способ разделения растворов, включающий кристаллизацию растворенного вещества путем охлаждения раствора .и последующего плавления с помощью теплоносителя полученных кристаллов и вывод готового продукта через фильтрующую перегородку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет интенсификации теплообмена, теплоноситель для плавления кристаллов подают на фильтрующую перегород-.

1606141

Тираж 557

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Редактор А.,Попинич

Заказ 3509

Составитель P. Рогачева

Техр ед M Ходанич Корректор М. Пожо