Пульсационный кристаллизатор

Пульсационный кристаллизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Ц1,3001955

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл. (22)Заявлено 02.09.81 (21) 33405)7/23-26 с присоединением заявки М— (23) П риоритет

В 01 0 9/02

Гееударствелкыб кюмлтет

СССР (53) УДК 66. 065. .52(088.8) Опубликовано 07.03.83. Бктллетеиь М 9

Дата опубликования описания 07.03.83 до делам кзебретеккк. и юткрытий

В.П.Белонощенко, В,Е.Привалов, Г.А.Мордовец, Л.Ф.Мараховский, А.В.Ермолаев и Ю.М.Маслов (72) Авторы изобретения

Украинский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский углехимический институт (71) Заявитель (54) ПУЛЬСАЦИОННИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОР

Изобретение относится к аппаратурному оформлению процесса кристаллизации веществ из растворов и может найти 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 о и вывода раствора и вывода кристаллов, вертикальной перегородки, верхний конец которой жестко соединен с крышкой, а нижний конец ве расположен под теплообменным устройством и снабжен обтекателем. В верхней части аппарат снабжен желобом, пластинами, располо" женными параллельно стенкам желоба, и гидроватвором, соединенным посредством сливных труб с желобом 1 J .

Наличие пульсирующего потока в аппарате обусловлено периодическим вводом 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 s виде суспензии непосредственно из рабочего объема кристаллизатора затрудняет поддерживать заданный гидродинамический режим в зоне охлаждения, что приводит к ухудшению качества продукта по Фракционному составу, снижению производительности аппарата.

Целью 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 централь- ной части днища вертикального короба прямоугольного сечения, верхний торец которого расположен на уровне труб для ввода раствора, при этом нижняя часть короба снабжена коллектор- 1о 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- 15 шего,радиуса - закреплены на его смежных с камерами стенках.

Указанные конструктивные отличия позволяют стабилизировать заданный режим пульсации, .а также скорость восходящего потока рабочей жидкости, что обеспечивает постоянную производительность и качество готово го продукта при непрерывном процессе кристаллизации.

На фиг.l приведена принципиальная схема кристаллизатора; на фиг.2кристаллизатор, вид сбоку.

Пульсационный кристаллизатор соЗО стоит из секционного корпуса 1, верхняя часть которого выполнена в виде горизонтального полуцилиндра 2. Внутри полуцилиндра 2 установлена подвижная радиальная перегородка 3, жестко закрепленная на валу 4 . Вал 4 вмонти- з5 рован в стенки корпуса аппарата с помощью подшипников и уплотнения 5 по геометрической оси полуцилиндра 2, причем один конец вала выведен наружу и конструктивно связан с механизмом

4О на фигурах не показан ),обеспечивающим возвратно-поступательное враще ние перегородки 3. Конструктивное исполнение описанного узла должно быть таким, чтобы между перегородкой

3 и стенками корпуса, валом 4 и верхним концом вертикальной перегородки

6 был минимальный зазор при свободном их движении.

В верхней части по оси аппарата установлен патрубок 7 для вывода маточного раствора или ввода инертной жидкости через патрубок 8 с вентилем

9 в случае работы аппарата с коррозионноактивными растворами.

Ниже в расширяющейся части кристаллизатора расположен трубчатый коллектор 10 с перфорацией по нижней обра5 ф зующей и штуцером 11 для вывода маточного раствора, В средней части аппарата устайовлено теплообменное устройство с горизонтальным расположением труб 12, переточными коллекторами 13, патрубками для ввода 14 и 15 и вывода 16 и 17 хладоносителя. Под охлаждающим устройством расположен обтекатель 18 вертикальной перегородки 6, которая делит внутреннее пространство кристаллизатора на две равные части, В центральной части днища установлено устройство для вывода продукционных кристаллов, выполненное в виде вертикального короба 19, на противоположных стенках которого жестко закреплены внутренние торцы труб 20 и 21 с перфорацией 22 для равномерного ввода исходного раствора. Нижняя часть короба 19 оборудована двумя коллекторными камерами 23 и 24 с патрубками для ввода раствора 25 и 26 и вывода суспензии 27. В вырезах, смежных с камерами 23 и 24, стенок закреплены горизонтальные полуцилиндры 28 меньшего радиуса, Ссосно с ними расположены полуцилиндры 29 большего радиуса, которые жестко связаны между собой и стенками короба 19, образуя его дно. Верхняя расширяющаяся часть аппарата соединена с нижней трубой

30, на которой установлено устройство 31 контроля гидравлического сопротивления слоя кристаллов в аппарате.

Кристадлиаатор 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 0-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 через

955 6 ном 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 2о в зави .имости от гидравлического сопротивления слоя

Конструктивные отличия нижней части аппарата позволяют осуществлять вывод продукционных кристаллов с различной скоростью, не изменяя величины . результирующего восходящего потока в

S0 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 1!. 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- 5 та. Наличие полуцилиндра 2, радиальной перегородки 3 и вала 4, приводимого

s движение с помощью возвратно-поступательного механизма, позволяет создать1о устойчивую пульсацию суспензии, причем частота пульсации строго соответствует частоте колебания радиальной перегородки, а амплитуда пульсации - максимальному углу ее поворота. 15

А так как частота колебания и максимальный угол поворота перегородки 3 в процессе работы остаются постоянными, то в зоне охлаждения обеспечивается заданный гидродинамический ре- 20 жим.

Пройдя теплообменное устройство в пульсирующем режиме и охладившись с одновременным снятием пересыщения поверхностью кристаллов, раствор, посту-25 пает в расширяющуюся часть аппарата. .Здесь снимается остаточное пересыщение и осветленный раствор направляется в нижнюю часть теплообменного устройства через патрубок 15 в качестве хла-. ЗЗ доносителя. В патрубок 14 подается вода.

В вертикальном коробе 19 происходит осаждение крупнокристаллического продукта в виде плотного зернисто-35

ro слоя, который в процессе выгрузки перемещается вниз. Раствор, подаваемый в патрубок 25, в коллекторной камере 24 распределяется по горизонтальным каналам, образованным каждой па- 40 рой полуцилиндров 28 и 29. При этом раствор захватывает кристаллы, поступающие между полуцилиндрами 28, попадает в коллекторную камеру 23 и выводится по патрубку 27. 45 кристаллов в аппарате.

С увеличением массы кристаллов зозрастает гидростатический напор внизу аппарату, вследствие чего поднимается уровень жидкости в трубе 30. Прибор

31, фиксирующий положение уровня жидкости, дает соответствующий сигнал на исполнительный механизм, который в свою 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 ста бильного гидродинамического режима в зоне охлаждения, благодаря чему обеспечивается постоянная производительность и качество продукта. Кроме того, процесс выгрузки не сопровождается измельчением кристаллов и может быть легко автоматизирован.

Использование предлагаемого аппарата в коксохимической промышленности позволит решить важную народнохозяйственную задачу - получение крупнокристаллического неслеживаащего сульфата аммония при незначительных затратах на реконструкцию действующих сульфатных отделений. Экономический эффект от внедрения данного кристаллиэатора на одном из коксохимических 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 устройство

7 100 для вывода кристаллического продукта, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта и увеличения производительности, верхняя часть корпуса выполнена в виде горизонтального полуци«линдра 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 шийся тем, что устройство для вывода кристаллического продукта выполнено в виде установ» ленного в центральной части днища вертикального короба прямоугольного

1955 8 сечения, 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

1О смежных с камерами стенках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

15 N 747487, кл. В 01 0 9/02, 10.04.78 (прототип).

Составитель И.Ненавева

Редактор Н.Аристова Техред Ж.Кастелевич, Корректор 0.6vaaK

Заказ 1676/2 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4