Кристаллизационная установка непрерывного действия

 

Область использования: изобретение относится к кристаллизационному оборудованию непрерывного действия. Сущность изобретения: установка содержит кристаллизатор 1, циркуляционные насосы 2, 7, выносной теплообменник 3 погружного типа с двойными трубами 26, 28. Верхняя расширенная часть 19 корпуса теплообменника 3 образует кольцевой переточный карман, закрытый снизу наклонным днищем 22 и сообщённый с центральной опускной трубой кристаллизатора 1, За счет оригинального соединения элементов установки движение маточного раствора для охлаждения организовано по межтрубному пространству теплообменника 3 снизу вверх, а хладоноситёля - по трубному пространству в кольцевом сечении между трубами меньшего 28 и большего 26 диаметров, 3 з.п. ф-лы. 2 ил. уп

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 D 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K Г) АТЕ HTY (21) 4939122 (26 (22) 23,05,91 (46) 23.03.93. Бюл. (Ф 11 (75) А,П.Врагов и Г,И.Волошкин (73) А,П.Врагов (56) Матусевич П;Н, Кристаллизация иэ растворов в химической промышленности. M.:

Химия, 1968, с.179-ISI. .Пономаренко В,Г.,Ткаченко К,П. и Курлянд Ю.А, Кристаллизация в псевдоожиженном слое, ",иев, Техника, 1972, с.20-23. (54) КРИСТАЛЛИЗАЦИОНКАЯ YCTAHOBKA

НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Область использования; изобретение относится к кристаллизацион ному оборудованию непрерывного действия. Сущность

„„5\3 ÄÄ 1804338 А3 изобретения: установка содержит кристаллиэатор 1, циркуляционные насосы 2, 7, выносной теплообменник 3 погружного типа с двойными трубами 26, 28. Верхняя расширенная часть 19 корпуса теплообменника 3 образует кольцевой переточный карман, закрытый снизу наклонным днищем 22 и сообщенный с центральной опускной трубой кристаллизатора 1, За счет оригинального соединения элементов установки движение маточного раствора для охлаждения организовано по межтрубному пространству теплообменника 3 снизу вверх, а хладоносителя — по трубному пространству в кольцевом сечении между трубами мень.шего 28 и большего 26 диаметров., 3 э,п, ф-лы. 2 ил. у

1804338

Изобретение относится к кристаллиза- Теплообменник 3 имеет нижнюю трубционному оборудованию непрерывного ную доску 25, в которую вварены наружные действия, применяемому в химической, пи- трубы 26 большего диаметра, а также верхщевой, химико-фармацевтической, метал- нюютрубнуюдоску27, вкоторойукреплены лургической и других отраслях 5 трубки 28 меньшего диаметра, Трубки больпромышленности. шего диаметра 26 под трубной решеткой 25

Целью изобретения является повыше- заглушены и эагерметиэированы, трубки 28 ние производительностиустановки, меньшего диаметра открыты и проходят

На фиг.1 изображена установка в сборе; свободно по центру труб 26 большего диана фиг.2 — узел монтажа трубчатки с возмож- "0 метра с кольцевым зазором, Теплообменностью ее колебательных перемещений. ник 3-сверху закрыт крышкой 29, на которой

Кристаллизационная установка непре- имеется патрубок 30 для подвода хладонорывного действия включает в себя кристал- сителя, на крышке также предусмотрены лизатор 1, циркуляционный насос раствора патрубок 31 для отвода хладоносителя на

2, вертикальный погружной теплообменник "5 циркуляцию и патрубок 32 отвода избытка

3, всасывающий 4 и напорные 5 и 6 трубоп- хладоносителя. роводы для циркуляции раствора кристал- В зауженной нижней части 20 корпуса лизуемой соли. Трубное пространство теплообменника 3 трубы 26 большего диатеплообменника 3 соединено трубопрово- метра размещены компактным пучком, при дами с источником подачи хладоносителя, 20 этом расстояние между стенкой эауженной при этом используется циркуляция хладоно- части корпуса 20 и наружной поверхностью сителя, обеспечиваемая циркуляционным последнего. ряда труб 26 большего диаметра насосом 7, соединенным с теплообменни- должно быть минимальным, что должно ком 3 всасывающим 8 и напорным 9 обеспечить оптимальную скорость движециркуляционными трубопроводами хладо- 25 ния раствора в межтрубном пространстве носителя. пучка и интенсивный теплообмен раствора

Кристаллизатор 1 состоит из цилиндро- с поверхностью охлаждаемых изнутри труб конического корпуса, закрытого снизу дни- 26.. щем 10, на котором смонтирован патрубок . Трубная доска 25 труб 26 большего ди11 для выгрузки кристаллизационной сус- 30 аметра может быть установлена в верхней пензии, На корпусе кристаллизатора 1 име- части 4 теплообменника с воэможностью коются сливной патрубок 12 для слива лебательных перемещений, например на избытка раствора; патрубок 13 для отвода пружинной подвеске 33, при этом к нижней раствора в циркуляционный цикл, патрубок трубной доске 25 прикрепляют герметиэи14, который соединен с центральной олуск- 35 рующую вставку 34. На крышке 29 может ной трубой 15 для подачи раствора во взве- быть установлен вибратор 35 для придания ш е н н ы и сл о и кристаллов, Сверху трубчатке малоамплитудных низкочастоткристаллизатор 1 закрыт крышкой 16, на, ных колебаний, например, шариковый пневкоторой предусмотрены люк-лаз, воздуш- матический, ник и переливной патрубок 17. На трубе 4 40 Теплообменник 3 установлен таким обимеется патрубок 18 для подачи в нее исход- разом, что верхняя кромка 36 борта зауженного раствора. ной части 20 корпуса размещена выше

Вертикальный погружной теплообмен- сливного патрубка 12 кристаллизатора 1. ник 3 состоит из корпуса с расширенной . В нижнем пространстве днища 21 тепверхней частью 19 и зауженной нижней 43- 45 лообменника 3 установлен турбулизатор37, стью 20, закрытой снизу коническим дни- выполненный, например, в.виде жестко защем 21 с патрубком для подвода раствора. крепленного рабочего колеса осевого насоВерхняя расширенная часть 19 корпуса са, теплообменника 3 образует кольцевой пе- . Кристаллиэационная установка непререточной карман, закрытый снизу наклон- 50 рывного действия работает следующим обным днищем 22, выполненным по спирали и разом, имеющим в самой нижней части ее витка После заполнения кристаллиэационной патрубок 23 для отвода охлажденного рас- " устайовки маточным раствором кристаллитвора, соединенный трубопроводом через зуемой соли включают в работу циркуляци патрубок14сцентральной,опускнойтрубой 55 онный насос 2, который циркулирует

15 кристаллизатора 1. Патрубок 24 предель- раствор через трубопроводы 4, 5,межтрубного уровня раствора в теплообменнике 3 ное пространство теплообменника 3 и трусоединен трубопроводом с переливным бопровод 6 в кристаллиэатор 1, Затем . патрубком 17 и с рабочим объемом кристал- заполняют трубное пространство теплооблизации. менника 3 хладоносителем, включают в ра1804338 боту циркуляционный насос 7 и начинают подавать хладоноситель в трубопровод 8 с заданным расходом. Хладоноситель после насоса 7 по трубопроводу 9 подается через патрубок 30 под крышку 29 и по трубам 28 малого диаметра, закрепленным в трубной решетке 27. поступает в нижнюю часть труб

26 большего диаметра и затем, двигаясь вверх в кольцевом пространстве между трубами 26 и 28, равномерно охлаждает наружную поверхность труб 26 большего диаметра. Регулируя расход и температуру подводимого хладоагента управляют скоростью охлаждения раствора и перепадом температур между охлаждаемым раствором и циркулирующим хладоносителем. Оптимальный перепад температур между теплоносителями равен 2 — 3 С, Основной объем циркулирующего хладоносителя отводится из теплообменника 3 на циркуляцию через патрубок 31, избыток подведенного хладоносителя отводится че-. рез патрубок 32 и систему захолаживания, По достижении охлаждаемым раствором температуры кристаллизации во всасывающий трубопровод 5 через патрубок 18 . начинают подавать исходный горячий концентрированный раствор кристаллиэуемой соли в объемном отношении 1:(100 — 150) к объемному расходу циркулирующего раствора, после смешения растворов образует- ся смесь, содержащая 3-10 г/литр избытка соли в сравнении с концентрацией насы; щенного раствора и несколько перегретая по сравнению с температурой кристаллизации. Смесь насосом 2 по трубопроводу 5 подается в нижнее коническое днище 21 теплообменника 3, проходит через турбулизатор 37, закручиваясь вокруг центральной оси по спирали, и двигаясь вверх, в заужен.ной части 20 корпуса теплообменника 3 между трубами 26, равномерно омывает их наружную поверхность, охлаждаясь при этом на 0,1-0,4 С.

Так как раствор не встречает переохлажденных участков теплообменной поверхности, а также не испытывает резких внезапных сужений и расширений потока, двигаясь в межтрубном пространстве, то это снижает вероятность образования инкрустаций на поверхности труб 26, снижает вероятность зародышеобразования и способствует получению устойчивого более пересыщенного раствора. Движение раствора в закрученном потоке интенсифицирует

1еплообмен. Переохлажденный и пересыщенный раствор, переливаясь через верхнюю кромку 36 эауженной части 20 корпуса теплообменника 3 попадает в кольцевой переточный карман расширенной верхней части 19 и движется вниз к патрубку 23, при этом закрученным потоком раствора по наклонному днищу 22 смываются мелкие кристаллы, которые, как правило, находятся s

5 циркулирующем растворе.

Верхняя кромка 36 борта зауженной части 20 корпуса теплообменника 3 размещена выше сливного патрубка 12 кристаллизатора 1, что всегда обеспечивает

10 дополнительный напор раствора, поступающего через патрубок 14 по центральной опускной трубе 15 кристаллизатора 1 во взвешенный слой кристаллов. Поступивший по трубе 15 раствор отражается от днища

15 10, поднимается вверх и контактирует с витающими кристаллами, при этом за счет снятия пересыщения кристаллы растут до заданного размера. Пройдя слой кристаллов, раствор становится насыщенным и че20 реэ патрубок 13 поступает во всасывающий трубопровод 4 и таким образом, процесс поддерживается непрерывно в течение нескольких суток, Кристаллическая суспензия отводится через патрубок 11 на разделение, 25 избыток маточного раствора отводится через сливной патрубок 12, поддерживая в кристаллизаторе 1 постоянный уровень раствора.

В верхней расширенной части 19 тепло30 обменника 3 уровень раствора поддерживается самопроизвольно в зависимости от количества кристаллов в кристаллизаторе 1, Патрубок 24 обеспечивает перелив раствора в рабочий объем кристаллизатора 1 че35 рез переливной патрубок 17 в крышке 16 при достижении максимального уровня, В теплообменнике 3 трубная доска 25 полностью вынесена из зоны контакта с раствором, что повышает надежность работы

40. установки, В установке предусмотрена возможность самопроизвольного вовлечения в теплообмен дополнительной поверхности теплообмена по мере наработки слоя кри45 сталлов, При увеличении массы кристаллов в аппарате растет сопротивление взвешен. ного слоя, при этом возникает дополнительный напор раствора над верхней кромкой 36 зауженной части корпуса 20, поднимает

50 уровень раствора в расширенной верхней части 19 и при этом в теплообмен вовлекаются дополнительности аппарата за счет более полного извлечения кристаллизуемой соли иэ раствора.

В предлагаемой кристаллиэационной установке может быть увеличен межпромывочный пробег за счет крепления на крышке

29 теплообменника вибратора 35 и установки трубной доски 25 на наружной подвеске

1804338

Таким образом, в предложенной кристаллизационной установке непрерывного действия за счет использования теплообменника с двойными трубами, новой организации потоков, новых технологических и конструктивных решений достигается интенсификация процесса охлаждения и кристаллизации, увеличивается производительность кристаллиэационной установки и длительность ее работы между промывками, повышается надежность работы установки, повышается производительность труда и снижаются трудозатраты обслуживающего персонала.

А. Врагов

Техред М.Моргентал Корректор В, Петраш

Редактор

Заказ 1064 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

33, с использованием герметизирующей вставки 34 что позволяет придать трубкам

26 теплообменника малоамплитудные (0,30,5 мм) и низкочастотные (25 — 30 Гц) колебания, способствующие снижению инкрустаций наружной поверхности труб 26 и снижению загрязнения их внутренней поверхности. Кроме того, в предложенной к использованию в установке конструкции теплообменника 3 наружная поверхность больших труб 26 может быть при изготовлении отполирована до высокого класса чистоты или защищена напыленной пленкой противоадгеэионного покрытия, например, пленкой напыленного фторопласта. Все зти дополнительные новшества, реализуемые только в предложенной конструкции теплообменника, способствуютдостижению цели изобретения. При профилактической промывке установки в режиме циркуляции подогретого раствора возможные инкрустации наружной поверхности труб легко размываются при подаче в трубное пространство теплообменника нагретого теплоносителя. Внутренняя поверхность труб также чистится без труда, так как она легкодоступна иэ-за возможности растягивания трубчатки.

Формула изобретения

1. Кристаллизационная установка непрерывного действия, включающая кристаллизатор с опускной трубой, 5 циркуляционные насосы, выносной теплообменик и соединительные циркуляционные трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, теплообменник выполнен погружного

10 типа с двойными трубками и соединен rio трубному пространству с источником хладоносителя,, корпус его выполнен составным с зауженной нижней и расширенной верхней . частью. образующей кольцевой переточный

15 карман, закрытый снизу наклонным днищем и соединенный отводным патрубком с опускной трубой кристаллизатора, расши.ренная часть корпуса снабжена патрубком предельного уровня раствора, соединен20 ным с рабочим объемом кристаллизатора, а полость зауженной части корпуса теплообменника снйзу сообщена системой трубопроводов с отводным по раствору патрубком кристаллизатора, при этом теплообменник

25 установлен так, что верхняя кромка борта заужен ной части его корпуса размещена выше сливного патрубка кристаллизатора.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что наклоннОе днище переточного

30 кармана расширенной части корпуса теплообменника выполнено по спирали и отводной по раствору патрубок смонтирован в нижней его части.

3. Установка по п.1, отл ич а ю ща я35 с я тем, что крышка теплообменника снабжена вибратором, а трубная доска наружных труб теплообменника установлена в корпусе с воэможностью колебательных перемещений.

40 4. Установка по п.1. о т л и ч.а ю щ а яс я тем, что нижняя зауженная часть корпуса теплообменника снабжена турбулизатором .. потока раствора, установленным под трубами.