Способ кристаллизации из растворов

 

Изобретение относится к процессам химической технологии и может быть использовано в химической, химико-фармацевти ческой, металлургической и других областях народного хозяйства, связанных с кристаллизацией из растворов Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение инкрустации теплообменных поверхностей . В кристаллизаторе с вертикальной циркуляционной трубой 6 подачу исходного раствора осуществляют однонаправленно и тангенциально через штуцеры 7 и 8, при этом воздух подают в зону, расположенную ниже зоны подачи исходного раствора, со скоростью более 40 м/с. 1ил.

СО ОЗ СОИ СкИх

СОЦИЛЛИС ТИЧ -:.КИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 О 9/02

ГОСУДАРСТ8ЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4420018/26 (22) 03,05,88 (46) 15,11.91. Бюл. М 42 (72) Л. Б.Сарапкин, Ю. Г, Свердлин и В.С.Еремеев (53) 66.065,52 (088.8) (56) Матусевич Л.Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности, Мд

Наука. 1968, с.192 — 193. (54) СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ PACТВОРОВ (57) Изобретение относится к процессам химической технологии и может быть испольИзобретение относится к способам кристаллизации из растворов, может найти применение в химической, химико-фармацевтической, металлургической и других отраслях народного хозяйства, связанных с кристаллизацией иэ растворов.

Цель изобретения — повышение производительности и уменьшение инкрустации теплообменных поверхностей, На чертеже изображен кристаллизатор, в котором реализуется предлагаемый способ.

Предлагаемый способ кристаллизации иэ растворов осуществляют в кристаллизаторе, состоящем из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем, штуцеров 2 — 4 отвода осветленного раствора. отвода суспензии и отвода паровоздушной смеси соответственно. К верхней части корпуса

1 крепится кольцевая перегородка 5, не доходящая до днища, внутри которой расположена коаксиально корпусу 1 цирку5U 1690801 А1 эовано в химической, химико-фармацевтической, металлургической и других областях народного хозяйства, связанных с кристаллизацией иэ растворов. Цель изобретения— повышение производительности и уменьшение инкрустации теплообменных поверхностей. В кристаллизаторе с вертикальной цмркуляционной трубой 6 подачу исходного раствора осуществляют однонаправленно и тангенциально через штуцеры 7 и 8, при этом воздух подают в зону, расположенную ниже зоны подачи исходного раствора, со скоростью более 40 м/с. 1ил. ляционная труба 6, открытая с двух сторон.

Нижняя кромка циркуляционной трубы 6 выполнена отогнутой к центру в виде конфузора. Выше конфузора тангенциально к циркуляционной трубе 6 однонаправленно подведены штуцера 7 подачи воздуха и 8 исходного раствора, расположенные один под другим, В верхней части корпуса 1 под штуцером 4 отвода паровоздушной смеси расположен брызгоотбойник 9.

Способ реализуется следующим образом

Воздух по штуцеру 7 со скоростью более 40 м/с тангенциально закрученным потоком вводится в циркуляционную трубу 6, где он движется вверх со скоростью 2 — 3 м/с, Заужение, которое создается конфуэором в нижней части циркуляционной трубы

6, не позволяет воздуху выходить через нижнее отверстие. Одновременно в циркуляционную трубу 6 через штуцер 8 тан ген циал ьно вводится на закрученный поток воздуха го1690801 рячий исходный раствор. При подаче горячего раствора и движения закрученного потока воздуха со скоростью 2 — 3 м/с в циркуляционной трубе образуется пенный режим движения раствора и воздуха. В высоко-развитой поверхности пены происходит интенсивный процесс теппообмена (коэффициент теплопередачи около 4000 вт/м.град) путем испарения воды в воздух в пузырьках пены. При этом воздух насыщается горячими парами воды и отводится иэ кристаллизатора через штуцер 4, предварительно очищаясь от брызг брызгоотбойником 9, а раствор в циркуляционной трубе 6 концентрируется и охлаждается. В сконцентрированном и охлажденном растворе выпадают кристаллы, ко орые, выходя из верхней части циркуляционной трубы 6, движутся вниз по кольцевому зазору между кольцевой перегородкой 5 и циркуляционной трубой 6, где они продолжают расти, увеличиваясь в размере, Крупные кристаллы под действием силы тяжести осаждаются и выводятся иэ кристаллизатора через штуцер 3 отвода суспенэии, а мелкие кристаллы захватываются циркулирующим раствором через конфуэор в циркуляционную трубу 6 для дальнейшего роста. Осветленный раствор отводится из отстойной камеры, образующейся между корпусом 1 и кольцевой перегородкой 5, через штуцер 2.

Предлагаемый способ кристаллизации из растворов позволяет более интенсивно концентрировать, охлаждать исходный раствор и выкристаллиэовывать из него продукт.

Тангенциальный подвод воздуха с большой скоростью в циркуляционную трубу через одно отверстие создает условия, при которых отверстие не забивается отложениями. В результате этого кристаллизатор не надо периодически останавливать для очистки (как очистка барботера в барботажных кристаллизаторах), он стабильно работает, снижаются эксплуатационные затраты, увеличивается срок межремонтного пробега.

Таким образом, использование предлагаемой кристаллизации иэ растворов позволяет интенсицифировать процесс кристаллизации и увеличить производительность.

Пример 1, Исходный насыщенный раствор нитрата аммония в количестве 1000 кг/ч с температурой 600С кристаллизуют в циркуляционном кристаллизаторе, изображенном на чертеже, при скорости воздуха в сечении трубы, равной 2 м/с и подаче воздуха 1000 м /ч. Растворимость нитрата амэ мания при 60 С 421 r в 100 г воды, Воздух при пенном режиме кристаллизации удаляет за 1 ч G кг воды, которое

5 определяется выражением

G = Gs(X2- X1), где G — количество удаляемой воды, кг/ч, G8 — количество подаваемого воздуха, -кг/ч;

10 Хл — влагосодержание воздуха при 20 С, кг/кг;

Х1 0,015;

Х2- влагосодержание воздуха при 600С, кг/кг, 15 Х 0,15;

G = 1000 1,2 (0,15 - 0,015) - 162 кг/ч

Остаток раствора 838 кг/ч, При этом выкристаллизовывается нитрат аммония (1000- 838) 4,21 = 682 кг/ч, 20 Пример 2. Исходный насыщенный раствор нитрата аммония в количестве

1000 кг/ч с температурой 60 С кристаллизуют в циркуляционном кристаллиэаторе, изображенном на чертеже, при скорости

25 воздуха в сечении циркуляционной трубы 3 м/с и подаче воздуха 1500 м /ч. Растворимость нитрата аммония при 60 С 421 г в 100 r воды, Воздух при пенном режиме кристалли30 зации удаляет эа 1 ч G кг воды, 6 - 1500 1,2(0,15 - 0,15) = 243 кг/ч.

Остаток раствора 757 кг/ч.

Пр л этом выкристаллизовывается нитрат ам;лония (1000 - 757) 4,21 = 1023 кг/ч.

35 В примерах и описании взят инвервап скоростей воздуха в циркуляционной трубе

2 — 3 м/с, который обеспечивает пенный режим движения раствора с воздухом. При скорости менее 2 м/ пенный режим не об40 разуется, а при скорости более 3 м/с он нарушается, так как большое количество раствора уносится с брызгами, Формула изобретения

Способ кристаллизации из растворов в

45 кристаллизаторе с вертикальной циркуляционной трубой, включающий непрерывную подачу исходного раствора в контур циркуляции, охлаждение и концентрирование циркулирующего раствора воздухом, 50 подаваемым в циркуляционную трубу, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения инкрустации теппообменных поверхностей, подачу исходного раствора и воздуха

55 осуществляют однонаправленно и тангенциально в нижнюю часть трубы, при этом воздух подают в зону, расположенную ниже зоны подачи исходного раствора, со скоростью более 40 м/с.

1690801

Лспо — 1о. 3 щнац осйтле ра<. md

РаСа76Ор доЯух

Составитель И. Ненашева

Редактор А, Кэлениченко Техред М.Моргентэл Корректор А. Осауленко

Заказ 3877 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С< г

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

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