Способ изогидрической кристаллизациирастворов солей c прямой растворимостьюи устройство для его осуществления

Способ изогидрической кристаллизациирастворов солей c прямой растворимостьюи устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцнаннстнческнх

Реснубанк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и1841636 г *

=: .с »: "г .::." 1с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (5!)М. Клз (22) Заявлено 220876 (21) 2391335/23-26 с присоединением заявки ¹

В 01 D 9/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006,81. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания ЗОР6.81 (53) УДК 66 061.5 (088.8) В.Г. Пономаренко, С.Н. Беломатцев, Ю.A. Ky

Ю.Д. Култаев, Ю.Г. Свердлин, A.È. Калмычко

I (72) Авторы изобретения о, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗОГИДРИЧЕСКОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ

С ПРЯМОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ с=25(-ь)- oo(a - 5-с с ), Изобретение относится к химической технологии и, в частности, к способам, изогидрической кристаллизации растворов солей с прямой растворимостью.

Известен способ изогидрической кри таллизации растворов солей с прямой растворимостью, который состоит в том, что исходный ненасыщенный раствор охлаждают через поверхность теплообмена до конечной температуры при его движении противотоком к хладоносителю, в результате чего получают . суспенэию кристаллов продукта (1) .

Данный способ является наиболее близким к описываемому изобретению по 15 технической сущности и достигаемому результату.

Способ осуществляют Устройством, представляющим собой охладительный 20 кристаллизатор проточного типа,например, вертикальный дисковый кристаллизатор, содержащий штуцер для ввода исходного ненасыщенного раствора, междисковые полости, по которым 25 сверху вниз перетекает кристаллизуе; мый раствор, теплообменные диски, по каналам которых снизу вверх движется хладоноситель, вертикальный вал со скребками для очистки поверх- 30 ности теплообмена от солеотложений, штуцер выгрузки суспензии.

Известный способ не позволяет эффективно использовать рабочий объем и поверхность теплообмена кристаллиэатора, так как часть кристаллиэатора работает как холодильник, где исходный ненасыщенный раствор охлаждается до температуры насыщения, не устраняет спонтанного эародынеобразования, что приводит к получению мелкодисперсного неоднородного по размерам кристаллов продукта.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса кристаллизации, а также получение однородных кристаллов.

Укаэанная цель достигается тем, что в исходный раствор перед подачей его в кристаллиэатор добавляют суспенэию, отбираемую иэ промежуточной зоны кристаллиэатора, причем температура добавляемой суспензии определяется по формуле

841636 а ее количество по формуле (бо- ),Р,-+P

Р 5о.рт Р (2) (м /ч), где а, в — параметры кривой растворимости крист аллизуемой сомас.доля/град; мас.доля;

G — количество исходного раствора, кг/ч; 10 температура исходного раствора, C, концентрация твердой фазы в смеси, поступающей в кристаллизатор, мас. Ъ; 15 концентрация исходного раствора, мас. доля; у р — плотности твердой фазы и мат точного раствора суспензии, отбираемой из промежуточной зоны кристаллизатора, кг/м.

При таком ведении процесса в кристаллизатор поступает суспензия с заданной концентрацией крист аллов, причем пересыщение маточного раствора указанной суспензии близко или равно нулю. Охлаждение такой суспенэии в кристаллизаторе проточного типа озволяет эффективно испольэовать его рабочий объем и поверхность теплообмена, предотвратить спонтанное заро- 30 дышеобраэование и получить крупнокристаллический, однородный по размерамм кри ст аллов продукт.

Предлагаемлй способ может быть осуществлен устройством новой кон- 35 струкции, включающим, например, дисковый кристаллизатор, из промежуточной зоны которого отбирается суспензия для добавления к исходному ненасыщенному раствору. 40

Отличие устройства, поз воляющего осуществит ь новый способ, состоит в том, что кристаллиэатор снабжен внешним контуром циркуляции суспензии, содержащим циркуляционный насос, измерители плотности и пересыщения сме- 45 си исходного и маточного растворов, регулятор и регулирукщий клапан, при этом измерители соединены с входом регулятора, выход которого соединен с регулирующим клапаном. 50

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа.

Устройство состоит из дискового кристаллизатора 1, насоса 2, пере- 55 ливного фонаря 3, измерителей 4 и 7 плотности и пересыщения смеси исходного и маточного растворов, соединенных с входом регулятора 5, выход которого соединен с регулирукщим клапаном 6.

Способ осуществляется следукщим образом.

Исходный ненасыщенный раствор перед введением в кристаллизатор 1 смешивают с суспензией, отбираемой иэ промежуточной зоны кристаллиэатора насосом 2, и полученную смесь, содержащую большое число мелких кристаллов, на поверхности которых снимается пересыщение, создаваемое при охлаждении смеси в кристаллизаторе послеI довательно пропускают через все междисковые полости, охлаждая ее через поверхность теплообмена до конечной температуры хладоносителем, который движется по каналам дисков в противотоке с указанной смесью, и далее обычным путем через переливной фонарь 3 отводится на дальнейшую переработку. При отклонении от заданных з начений пересыщения смеси исходного и маточного растворов и концентрации твердой фазы в суспензии, поступающей в кристаллизатор, измерители 4 и 7 плотности и пересыщения воздействуют на регулятор 5, который через регулирующий клапан 6 изменяет количество суспензии, отбираемой из промежуточной эоны кристаллизатора.

Пример. Использование способа для кристаллизации КС1 из водного раствора.

Исходные данные: а=0,0014 мас.доли/ град; в=0,23 мас.доли; G=100 кг/ч, с, =100О С, Ф =3,525 масс, Ъ, х =О, 349 мас.доли; у =1988 кг/м; D =

1185 кг/м.

Промежуточную зону кристаллиэатора, из которой отбирают суспензию, до,бавляемую к исходному раствору, находят по температуре указанной суспензии, определяемой по Формуле (1)

2 I() > oоo 1 о,ъач)1 „, о -1оо=Ъб с

o oo14 1оо — Ъ,525 ) а количество укаэанной суспенэии по формуле (2 ) ((50-Ъ 525) 1989- 525 ИЬБ ъ,ч

5О 198& МЕ5

В результате осуществления нового способа средний размер кристаллов продукта составил 325 мкм против

90 мкм, получаемого известным способом, а производительность кристаллизатора увеличилась на ЗОЪ.

Предлагаежай способ крист алли э ации . и устройство для его осуществления за счет рационального использования рабочего объема и поверхности теплообмена кристаллиэатора, интенсификации процесса крист аллиэ ации и получения более крупного и однородного кристаллического продукта позволяет получить экономический эффект не менее 10-15 тыс.р в год на 1 аппарат.

841636

Формула изобретения

25 (SO- Р) -Я

ыор р (м ц) I

ИИПИ Заказ 4951/1 раж 706 Подписное

1. Способ из о гидри че ской кри ст аллизации растворов солей с прямой растворимостью, включающий подачу исходного ненасыщенного раствора в непрерывно действующий охладительный крис5 таллизатор, охлаждение указанного раствора до температуры кристаллизации и выгрузку кристаллов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса з а счет повышения степени теплообмена и получения однородных кристаллов, в исходный раствор перед подачей в кристаллиз атор добавляют суспензию, отбираемую иэ промежуточной зоны кристаллиэато- 15 ра. ,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ,и и с я тем, что температура добавляемой суспензии определяется по формуле 20 = — ((1- ь)- = ) - 1., Рс), а ее количестве по формуле где а, в — параметры кривой раство30 . римости кристаллизуемой соли, мас. доля/град мас. доля, G — количество исходного растP вора, кг/ч;

t — температура исходного

P раствора,оС; ф — концентрация твердой фазы в смеси, поступающей в кристаллизатор, мас.Ъ °

Xp — концентрация исходного раствора, мас.доли, 0 П вЂ” плотности твердой фазы т г и маточного раствора суспензии, отбираемой из промежуточной зоны кристаллизатора, кг/м

3. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее дисковый кристаллиэатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено внешним контуром циркуляции суспензии с циркуляционным насосом.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено измерителями плотности и пересыщения смеси исходного и маточного растворов, регулятором и регулирукщим клапаном, при этом измерители соединены с входом регулятора, выход которого

r соединен с регулирующим клапаном.

Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1. "Химическое машиностроение", 1961, Р 6 (прототип).

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