Кристаллизатор непрерывного действия

 

Союз e4eeteee

Социалмстицеарттт ееслублкк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.04.77 (21) 2495459/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5I) М. Кл2

В 01 D9/02

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй и открытий

Опубликовано 25.12.79. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 30.12.79 (53) УДК 66.065. .52 (088.8)

1 (72) Авторы изобретения

В. Г. Пономаренко, С. H. Беломытцев, А. Л. Марченко и В. А. Бондарь (71) Заявитель (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно — к кристаллизаторам непрерывного действия для кристаллизации растворов органических и неорганических веществ.

Известен кристаллизатор дисковый непрерывного действия, состоящий из пустотелых элементов, установленных один над другим и стянутых между собой в единый пакет, ограниченный по торцам нижним и верхним основаниями, приводного вала, проходящего через центральные сквозные отверстия пустотелых элементов, межсекционных мешалок со скребками, закрепленных ступицами на приводном валу и расположенных между пустотелыми элементами, привода, устройств для подвода раствора и выгрузки суспензии (1).

Недостатки такого кристаллизатора: — трудоемкость изготовления плоских сварыых дисков, имеющих достаточно жесткую конструкцию и требующих механической обработки; 20 — большой расход металла, идущего в отход в процессе механической обработки плоских пустотелых дисков; — большой вес плоских пустотелых дисков из-за вынужденных больших толщин стенок дисков и наличия анкерных стяжек; — трудоемкость сборки кристаллизатора, вызванная тем, что при стяжке плоских пустотельных дисков, чередующихся с обечайками, возникают перекось. за счет неравномерной деформации прокладок между указанными дисками и обечайками — это создает перекосы приводного вала, задиры скребков и затрудняет герметизацию рабочей полости кристаллизатора в уплотняемых местах между дисками и обечайками, собранными в еди н ы и и а кет.

Цель изобретения — увеличение удельной поверхности:теплообмена каждого элемента, снижение трудоемкости изготовления, сокращение металлоемкости, уменьшение количества уплотняющих мест, упрощение сборки и разборки кристаллизатора.

Это достигается тем, что в предложенном кристаллизаторе каждый элемент выполнен из двух сферических тарелок с усеченными днищами, установленных одна на другой, и цилиндрической обечайкой, установленной между тарелками, причем тарелки герметич704642 но соединены по внешнему диаметру одна с другой и с цилиндрической обечайкой.

Кроме того, с целью предотвращения образования застойных зон для хладоносителя, цилиндрическая обечайка снабжена установленной концентрично ей перфорированной обечайкой и вертйкальными перегородками, установленными диметрально противоположно между цилиндрической и пефорированными обечайками.

С целью улучшения тепломассообмена за счет турбулизации раствора внутри кристаллизатора, обеспечения эффективной и надежной очистки теплообменной поверхности, секционная мешалка выполнена в виде двух неподвижно закрепленных на ступице вилок, на которых установлены перфорированные полудиски, а скребки мешалки установлены шарнирно и закреплены на осях в пазах вилок.

С целью гарантированного заполнения аппарата раствором, создания внутри кристаллизатора избыточного давления и непрерывной выгрузки суспензии, устройство для выгрузки суспензии снабжено трубой с рубашкой, один конец которой соединен с устройством выгрузки, а второй расположен выше верхнего элемента кристаллизатора.

На фиг. 1 схематически показан кристаллизатор непрерывного действия, вертикальный разрез; на фиг. 2 — пустотелый двояковогнутый элемент кристаллизатора, вертикальный разрез; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — секция дисковой мешалки кристаллизатора, вертикальный разрез; на фиг. 5 — разрез Б — Б на фиг. 4.

Кристаллизатор содержит нижнее основание 1, имеющее сферическую поверхность, в центре которой, со стороны вогнутой части, установлен подпятник 2, а на наружной выпуклой поверхности оснований предусмотрено обогреваемое устройство 3 выгрузки, оканчивающееся штуцером 4, пустотелые элементы 5, установленные один на другом, охлаждаемые изнутри, выполненные в виде двояковогнутых линз с отверстиями в центре и отбортованными торцами 6 по наружному диаметру. Между сферическими поверхностями каждого элемента установлена и приварена наружная цилиндрическая обечайка 7, на которой имеется два штуцера 8 и 9 для входа и выхода хладоносителя. Внутренняя перфорированная обечайка 10 установлена концентрично наружной обечайке и предназначена для равномерного распределения хладоносителя внутри пустотелого элемента, причем полость, образованная между наружной и перфорированной обечайками; разделена на две равнь)е части

- посредством диаметрально расположенных перегородок 11 и 12. Кристаллизатор содержит также уплотнительные кольца 13, расположеййые "между смежными пустотелыми"

1Е

1$ но расположенным вилкам, разделяющим перфорированный наклоненный диск на два перфорированных полудиска 29 и 30.

Верхнее основание 31 кристаллизатора имеет сферическую поверхность, в центре которой помещен сальник 32, а на периферии — штуцер ЗЗ для подачи раствора внутрь кристаллизатора.

Стяжки 34 проходят через нижнее и верхнее основания и стягивают пустотелые чечевицеобразные элементы в единый пакет. Вертикальный вал 35, расположенные в центре кристаллизатора, проходит через ступицы секционных мешалок и упирается коническим центром в подпятник, расположенный . в центре нижнего основания. Стойка 36, неподвижно закрепленная на верхнем основании, предназначена для установки привода 37, вал которого соединен посредством муфты 38, с вертикальным приводным валом на котором установлены секционные мешал3S

i$

SO дисками, собранными в единый пакет, секционную мешалку 14, помещенную между двумя смежными пустотелыми элементами и состоящую из ступицы 15, с отверстием в центре, внутри которого сегментная шпонка 16 закреплена посредством винта 17, из двух вилок 18 и 19, диаметрально расположенных и неподвижно крепящихся к ступице, скребков 20, 21 и 22, имеющих на лобовых поверхностях сквозные отверстия 23

24 и 25, шарнирно установленные в пазах вилок, посредством осей 26, 27 и 28, имеющих свободу движения в пределах зазора между диаметрами осей и диаметрами отверстий в скребках, и наклоненного к горизонтальной плоскости перфорированного диска, жестко прикрепленного к диаметральСвободный коллектор 39, оканчивающийся штуцером 40, предназначен для гарантированного заполнения раствором внутренней полости кристаллизатора и непрерывного выхода суспензии, образующейся в нижней части кристаллизатора, а коллекторы

41 — для перетока хладоносителя из одного элемента в другой.

Кристаллизатор работает следующим образом.

Насыщенный раствор исходного продукта подают во внутреннюю полость кристаллизатора через штуцер 33, а хладоноситель поступает противотоком через штуцер 42, последовательно перетекая из элемента в элемент по коллекторам 41, до самого верхнего диска, а затем, через штуцер 43, удаляется за пределы кристаллизатора.

Насыщенный раствор интенсивно турбулизуется внутри кристаллизатора вращаю щимися наклонными в горизонтальной плоскости перфорированными дисками, крепящимися к вилкам секционных мешалок, расположенных между сферическими поверх704642 ностями смежных дисков, создавая внутри кристаллизатора хорошие условия для тепломассообмена между насыщенным раствором и теплопередающими поверхностями дисков, при этом плавающие скребки, помещенные в пазах диаметрально расположенных вилок, постоянно срезают твердый осадок, который образуется на границе тепло- массообмена.

По мере опускания раствора с образовавшимися кристаллами раствор все более и более охлаждается, это способствует даль- 10 нейшему росту кристаллов. Крупные кристаллы, полученные на самом нижнем элементе, поступают в коническое устройство 3 выгрузки, которое незначительно подогревается, что предотвращает образование твердого осадка на его стенках и заростание отводного отверстия в обводном коллекторе.

Затем кристаллы совместно с жидкой фазой в виде суспензии удаляются через обводной коллектор и штуцер 40 за пределы кристаллизатора.

Таким образом, процесс кристаллизации насыщенного раствора совершается непрерывноо.

Перед остановкой кристаллизатора прекращают подачу насыщенного раствора и подают маточный раствор для промывки кристаллизатора, при этом в полости элемента подают горячую воду или пар. После полной промывки оставшийся раствор сливают, освбождая внутреннюю полость кристаллизатора.

Предлагаемая конструкция дискового кристаллизатора непрерывного действия позволит, получить экономический эффект за счет сокращения трудоемкости изготовления, снижения металлоемкости, интенсификации процесса тепломассообмена и уменьшения потерь времени в период монтажа и демонтажа кристаллизатора.

Формула изобретения

1. Кристаллизатор непрерывного действия, состоящий из пустотелых элементов, установленных один над другим и стянутых между собой в единый пакет, приводного « вала, проходящего через центральные сквозные отверстия пустотелых элементов, секционных мешалок со скребками, закрепленных ступицами на приводном валу и расположенных между пустотелыми элементами пр ивода, устройств для подвода раствора и выгрузки суспензии; отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной поверхности теплообмена каждого элемента, снижения трудоемокости изготовления, сокращения металлоемкости, уменьшения количества уплотняющих мест, упрощения сборки и разборки кристаллизатора, каждый элемент выполнен из двух сферических тарелок с усеченными днищами, установленных одна на другой, и цилиндрической обечайки, установленной между тарелками, причем тарелки герметично соединены по внешнему диаметру одна с другой и с цилиндрической обечайкой.

2. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования застойных зон для хладоносителя, цилиндрическая обечайка снабжена установленной концентрично ей перфорированной обечайкой и вертикальными перегородками, установленными диаметрально противоположно между цилиндрической и перфорированной обечайками.

3. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения тепломассообмена за счет турбулизации раствора внутри кристаллизатора, обеспечения эффективной и надежной очистки теплообменной поверхности, секционная мешалка выполнена в виде двух неподвижно закрепленных на ступице вилок, на которых установлены перфорированные полудиски, а скребки мешалки установлены шарнирно и закреплены на осях в пазах вилок.

4. Кристаллизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью гарантированного заполнения аппарата раствором, создания внутри кристаллизатора избыточного давления и непрерывной выгрузки суспензии, устройство для выгрузки суспензии снабжено трубой с греющей рубашкой, один конец которой соединен с устройством выгрузки, а второй расположен выше верхнего элемента кристалл изатора.

Источники информации,-принятые во внимание при экспертизе

1. Отраслевой стандарт «Кристаллизаторы. Параметры и основные размеры ОСТ.2601-1430-76, ОСТ 26-01-1431-76» (прототип) .

704642

2ф 1b 27 Zy 15

Составитель И. Ненашева

Редактор Ф. Серебрянский Техред О. Луговая Корректор О. Ковинская

Заказ 7912/ 12 Тираж 877 Подписное

ЦИ И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4