Способ кристаллизации из растворов преимущественно сульфата кальция и устройство для его осуществления
Сущность изобретения: вводят высаливатель в тонкодисперсном состоянии в емкость, соединенную с барботером, верхний торец которого расположен от центральной трубы на расстоянии , равном пяти-шести диаметрам барботера,, 2 ссп0 ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
rS1)S В 01 П 9/02 .р0 llqt) 2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
7ЕЖПЯс(„ ЯД
ВИБЛ@ ЩД
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Ilo изоБРетениям и ОтнРытиям
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4682257/26 (22) "О, 03.89 (46) 07,04.92. Бюл. 1" 13 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Я.Г1. Гумницький, В„И Кривошеев, Н.Ф. Юрим и А.Я. Винников (53) 66.065„.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 394061, кл, В 01 D 9/02, 1972..
Авторское свидетельство СССР
N - 589997, кл. В 01 D 9/02, 1972, Изобретение относится, к процессам и аппаратам химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности„
Известны способ сепарации кристаллов льда от рассола, при котором концентрирование суспензии ведут в поле центробежных сил, и устройство для
его осуществлении, состоящее из колонны, нижняя часть которой выполнена в виде гидроциклона, Недостатками способа и устройства для его осуществления являются низкая эффективность способа и сложность конструкции устройства„
Наиболее близким к изобретению является способ массовой кристаллизации из растворов с введением высаливателя в раствор, в котором инициированы зародьппи кристаллов, Устройство для его осуществления содержит корпус с установленными внутри него центральной трубой и барботером, штуцер ввода ивЕЖ<в А 1
2 (54) СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ РАСТВОРОВ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения: вводят высаливатель в тонкодисперсном состоянии в емкость, соединенную с барботером, верхний торец которого расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера., 2 с.п„ ф-лы, 1 ил. раствора, сепаратор, штуцер вывода готового продукта.
Недостатком известного способа яв- ( ляется неполная сепарация кристаллов от рассола вследствие невысокой скорости их образования. Недостатком устФш> ройства является локализованныи ввод высаливателя, что приводит к инкрус- 3 тированию стенок центральной трубы, Цель изобретения — предотвращение инкрустации стенок центральной трубы.
Согласно способу кристаллизации из растворов, включающему введение высаливателя, высаливатель вводят в тонкодисперсном состоянии в нижнюю
> часть аппарата.
Устройство для кристаллизации из
I растворов преимущественно сульфата Ф кальция, включающее корпус с цент- и ральной циркуляционной трубой и барботером для подачи воздуха, установленным в нижней части корпуса, снабжено емкостью для высаливателя с трубопроводом, соединенным с барботером, при этом верхний торец барботера расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что высаливатель вводят в тонкодисперсном состоянии в нижнюю часть устройства, а устройство. тем, что оно снабжено емкостью с трубопроводом, соединенным с барботером, верхний торец которого размещен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера.
Предлагаемый способ и устройство для его осуществления интенсифицируют . рост кристаллов перед центральной трубой, т.е. предотвращают возможность зарастания центральной трубы и корпуса устройства солью. 20
Пример. Рассмотрим сепарацию кристаллов сульфата кальция от рассола.
Рассол в количестве 100 кг/ч водного раствора зкстракционной фосфорной кислоты, природного апатита и сульфата кальция подают в устройство ,для кристаллизации при температуре о насьпцения 32 С. После охлаждения раствора до 25 С из него выделяют ЗО
0,095 кг/ч СаЯО1 2Н О. С целью увеличения скорости образования кристаллов в нижнюю часть циркуляционной трубы ,вводят в качестве высаливателя 98Х
Н ЯО в виде тонкодисперсной смеси с ,воздухом в количестве 150 мл на 1 м воздуха. Воздушная смесь охлаждает раствор до 15 С. Всего выделяется
9,85 кг/ч кристаллов СаБО -2Н О, которые содержатся в конической части 40 аппарата и выгружаются через штуцер вывода готового продукта, Таким образом, предотвращается инкрустирование стенок циркуляционной трубы аппарата и происходит 987.-ная сепарация суль- 45 фата кальция от рассола, поскольку в исходном растворе содержится около
107. ионов кальция,, На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа, продольный разрез, . Устройство состоит из корпуса 1 с расположенной внутри него центральной трубой 2 и барботером 3, емкости 4 с серной кислотой и трубопроводом 5, соединенным с барботером 3, верхний торец которого расположен от центральной трубы 2 на расстоянии равном пяти1 724302 4 шести диаметрам барботера 3. Воздух для распыления кислоты подается в барботер 3 с помощью источника 6 сжатого воздуха. Насьпценный раствор вводится в аппарат штуцером 7 и выводится после отделения кристаллов через штуцер
8. Кристаллы кальция собираются в коническом днище 9 устройства и удаляются через штуцер 10. Газообразная
Фаза отделяется от жидкой сепаратором
11 и выводится из устройства штуцером 12.
Устройство работает следующим образом.
Штуцером 7 в верхнюю часть корпуса
1 подается исходный раствор, который опускается вниз корпуса вследствие большей плотности, чем смесь воздуха и раствора, которые постуПают в центральную трубу 2, подымаясь вверх, смешиваются с исходным раствором, совершают циркуляционное движение в пространстве между корпусом 1 и центральной трубой 2. Газовая фаза, пройдя центральную трубу, отделяется от жидкой сепаратором 11 и выводится с устройства штуцером 12.
Серная кислота из емкости 4 по трубопроводу 5 поступает в барботер
3, где, смешиваясь со струей сжатого воздуха источника 6, образует тонкодисперсную смесь, которая подается в нижнюю часть центральной трубы 2, где происходят интенсивная кристаллизация сульфата кальция и выпадение кристаллов в коническую часть 9 корпуса устройства. Расположение верхнего торца барботера 3 на расстоянии пятишести диаметров барботера от центральной трубы 2 позволяет получить струю тонкодисперсной смеси кислоты с воздухом, скорость которой (согласно закону затопленной струи) максимальная на оси струи, т.е, по оси барботера 3. Если верхний торец барботера 3 размещен от центральной трубы на расстоянии, большем чем пять-шесть диаметров барботера 3, то (согласно закону затопленной струи) скорость смеси затухает по длине струи, а эпюра скоростей приближается к колоколообразному виду, следовательно, тонкодисперсная смесь не поступает в центральную трубу, т,е. циркуляции раствора в аппарате нет, В случае, если указанное расстояние меньше, чем пять-шесть диаметров барботера 3, то наиболее интенсивная
1724302 кристаллизация происходит в центральной трубе, что влечет инкрустирование . стенок центральной трубы 2„ Таким образом, оптимальное расстояние между
1 5 верхним торцом барботера 3 и центральной трубой 2 должно быть равным пятишести диаметрам патрубка 3.
Использование предлагаемого спосо1ба кристаллизации из растворов и устройства для его осуществления позволяет увеличить скорость образования кристаллов, например., сульфата кальция в нижней части устройства в
2,5 раза по сравнению с известным, Это позволяет отделить около 98Х кристаллов сульфата кальция от рассола и полностью предотвращает инкрустирование стенок центральной трубы, 20
Формула изобретения
1. Способ кристаллизации из растворов преимущественно сульфата кальция с введением высаливателя, с использованием аппарата с центральной циркуляционной трубой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения инкрустации стенок центральной трубы, высаливатель вводят в тонкодисперсном состоянии в нижнюю часть аппарата.
2. Устройство для кристаллизации из растворов преимущественно сульфата кальция, включающее корпус с центральной циркуляционной трубой и барботером для подачи воздуха, установленным в нижней части корпуса, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения инкрустации стенок центральной трубы, оно снабжено емкостью для высаливателя с трубопроводом, соединенным с барботером, при этом верхний торец барботера расположен от центральной трубы на расстоянии, равном пяти-шести диаметрам барботера.
