Пульсационный кристаллизатор

 

Использование кристаллизация растворов , например, в производстве минеральных солей Сущность изобретения: пульсациоиный кристаллизатор, содержащий корпус с крышкой и центральной трубой , пульсационную и аккумулирующую камеры и технологические патрубки, снабжен дополнительным трубопроводом с патрубком-воздушником с запорной арматурой и автоматическим клапаном, выпускной канал которого соединяет пульсационную и аккумулирующую камеры, что позволяет использовать энергетические параметры отработанного газа.2 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ IE CI:MX

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ Il ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4793544/26 (22) 20.02.90 (46) 07.11.92. Бюл. И 41 (75) В.А.Бондаренко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1673151, кл. В 01 D 9/02, 1988. (54) ПУЛ Ь САЦИОН Н Ы Й КРИСТАЛЛ l3AТОР (57) Использование: кристаллизация растворов, например, в производстве минеральных солей. Сущность изобретения;

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к пульсацианным кристаллизаторам непрерывного действия, и может найти применение при аппаратурном оформлении проЦессов кристаллизации твердых веществ из их насыщенных растворов, Цель изобретения — сокращение знер- 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, I.

Пульсационный кристаллизатор содержит корпус 1 с крышкой 2, на которой закреплена 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., Я2 1773430 A l пульсационный кристэллизатор, содер>кащий 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 1з 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 газав 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 ам 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 устройству

1773430

10

20

30

55 их конструкции, при этом клапан 12 может быть эолотниковым распределительным устройством и т,п.

Согласно изобретению для отвода отработанного газа из пульсационной камеры 9 после создания пневмопульсаций пульсационный кристаллизатор снабжен дополнительным трубопроводом 13 и патрубком-воздушником 14 на нем с запорной арматурой 15 и 16, установленной соответственно в линии дополнительного трубопровода 13 и в линии патрубка-воздушника 14.

В корпусе 1 расположено встроенное теплообменное устройство 17 с вертикальным положением труб, оно имеет патрубки ввода 18 и вывода 19 теплоносителя.

В днище корпуса 1 располо>кен патрубок 20 для вывода суспензии продукционных кристаллов из рабочего объема кристаллиэатора, например, в кристаллосборник (условно не показан).

Патрубок 2 1 ввода (подачи) исходного кристаллиэуемого раствора закреплен в крышке обечайки 6 аккумулирующей камеры 7 и опущен в аккумулирующую камеру, при этом нижний обрез патрубка 21 может быть опущен ниже уровня плоскости крыш ки 2, непосредственно внутрь верхней части объема центральной трубы 3.

Для отбора осветленного (отработанного) кристаллизуемого раствора и его излишков служит переливная труба 22, которая закреплена в крышке 2 корпуса 1. Верхний конец переливной трубы 22 располо>кен в кольцевом кармане 8, ниже уровня верхней кромки кожуха 4, а нижний конец переливной трубы 22 проходит через пространство пульсационной камеры 9 и заглублен в раствор в корпусе 1.

Осветленный раствор по переливной трубе 22 переливается в процессе работы пульсационного кристаллизатора в кольцевой карман 8 и выводится из него через патрубок 23 вывода осветленного (отработанного) раствора.

По оси, в продольном отверстии камеры теплообменного устройства 17, проходит центральная труба 3. Нижний конец центральной трубы 3 может быть выполнен в виде раструба 24 и нижней кромкой расположен с зазором по отношению к поверхности стенки днища 25 корпуса 1, при этом раструб 24 соединен с центральной трубой

3 разъемно, с образованием классификационной камеры 2С, Аккумулирующая камера 7 сообщается с атмосферой патрубком 27.

Предлагаемый пульсационный кристаллизатор работает следующим образом.

Кристаллизуемый раствор (исходный или смесь исходного раствора с раствором, выводлмым через патрубок 20) непрерывно через патрубок 21 подается в аккумулирующую камеру 7 или в центральную трубу 3 и

l10 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 ре>киме 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 кристалл изуемого раствора также получает воз-. вратно-поступательное движение, при этом, если в исходном поло>кении уровень кристаллизуемого раствора расположен по линии Б, то в рабочем поло>кении 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 Bûïóñêíoé 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 начале ее опора>кнения.

1773430

При необходимости возможно регулирование режимных параметров сброса расхода отработанного газа пневмопульсации в аккумулирующую камеру 7, например, для изменения частоть и амплитуды колебаний раствора в трубном пространстве тег1лообменного 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 псевдоо>ки>кенном 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 пони>кается ниже уровня линии В в корпусе 1 и вследствие этого часть раствора передавливается по центральной трубе 3 в объем аккумулирующей камеры 7 до уровня выше уровня по линии Г, то осветленный раствор также передавливается по переливным трубам 22 и сливается в кольцевой карман 8 разделительной камеры 5.

Все это обеспечивает отбор осветлен5 ного (отработанного) раствора и вывод его излишков, который затем из кольцевого кармана 8 выводится через патрубок 23 за пределы кристаллизатора, в частности для приготовления смеси кристаллизуемого

10 раствора, Применение пульсационного кристаллизатора позволит соКратить энергозатраты и интенсифицировать процесс кристаллизации за счет использования дав15 ления отработанного газа после создания пневмопульсаций.

Кроме того, циклическое сообщение пульсационной камеры с обьемом аккумулирующей камеры и сброс в последнюю рас20 хода отработанного газа пневмопульсаций исключает необходимость затрат энергии на форсирование всасывания газа в обьем аккумулирующей камеры, например, из атмосферы, 25 Наряду с этим, более полное использование энергетических параметров отработанного газа пневмо пульсаций способствуют также повышению частоты пульсаций, т.е. расширению верхнего уров30 ня диапазона частот пульсаций в пульсационном кристаллизаторе, Формула изобретения

Пульсационный кристаллизатор, содержащий корпус с центральной трубой, разде35 лительную, пульсационную и аккумулирующую камеры. систему трубопроводов и технологические патрубки, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и интенсификации процесса кристаллизации пу40 тем использования давления отработанного газа после создания пневмопульсаций, он снабжен дополнительным трубопроводом с патрубком-воздушником с запорной арматурой и автоматическим клапаном, выпуск45 ной канал которого соединяет пульсационную и аккумулирующую камеры.

1773430 у 1о рр У У б 7:;У Г7

/7

Я (gg /

Составитель В. Бондаренко

Техред M.Ûoðãåíòàë Корректор H. Тупица

Редактор

Заказ 3883 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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