Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Лебедев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Размер кристаллов можно регулировать в определенном интервале, изменяя концентрацию, температуру и скорость подачи питающего раствора, а также температуру охлаждающей среды.
Отсутствие более подробных технических данных не позволяет всесторонне оценить этот аппарат. Однако, судя по описанию, он достаточно прост по своей конструкции и отличается небольшим расходом энергии.
Рис. 87. Вальцевый погружной кристаллизатор:
/ — корпус аппарата; 2 —барабан с двойными стенками; 3, 4 — штуцеры для входа и выхода раствора; 5 — лопастная мешалка.
Барботажный кристаллизатор для получения крупнокристаллического продукта запатентован в ФРГ [40]. Он состоит (рис. 88) из корпуса 3, центральной трубы 4 и направляющей трубы 5 для воздуха, подаваемого в аппарат через штуцер 8 и распределительный насадок 6. Горячий раствор вводится в кристаллизатор через штуцер 9 и, соприкасаясь с холодным воздухом в трубе 4, кристаллизуется за счет охлаждения и частичного испарения растворителя. Барботирующий воздух создает циркуляцию суспензии в центральной трубе. Крупные кристаллы осаждаются под действием силы тяжести и выводятся из аппарата через штуцер 7, а мелкие кристаллы снова захватываются циркулирующим раствором в трубу 4, где продолжают расти, увеличивая свои размеры. В растворе, находящемся в кольцевом сечении между корпусом аппарата и центральной трубой, кристаллизации не происходит, так как сюда поступает горячий раствор, а в случае необходимости даже некоторое количество воды через штуцер 2. Из верхней части центральной трубы отводится паро-воздушная смесь. Аппарат соединяется с атмосферой через патрубок 1.
Преимуществами этого кристаллизатора являются простота устройства, отсутствие каких-либо движущихся частей и теплопередающих поверхностей, на которых возможно отложение
Рис. 88. Барботажный кристаллизатор:
/ — штуцер для соединения аппарата с атмосферой; 2 —патрубок для подачи воды; 3 — корпус аппарата; 4 — центральная труба; 5— направляющая труба; 6 — распределительный насадок; 7 —штуцер для отвода суспензии; S — штуцер для подачи воздуха; 9 —штуцер для подачи раствора.
Рис. 89. Кристаллизатор с классификацией кристаллов:
/ — штуцер для подачн воздуха; 2 —циркуляционная труба (теплообменник) с водяной рубашкой; 3 — паровой штуцер; 4 — штуцер для отвода маточного раствора; 5—перегородка; 6 — шнек; 7 — классификатор; 8 — разгрузочная воронка; 9 —сливная труба; /0 — патрубок для ввода раствора; сосуд.
И — цилиндрически й
соли. Однако большим его недостатком, как об этом можно судить по литературным данным [41], является быстрое зарастание солью распределительного насадка 6, через который проходит воздух. При положительном решении этого вопроса бар-ботажные кристаллизаторы могут оказаться перспективными аппаратами.
Кристаллизатор с классификацией кристаллов (рнс. 89), согласно польскому патенту [42], служит для получения относительно однородного по размеру продукта. Аппарат включает в себя цилиндрический сосуд 11, теплообменник 2 и классификатор 7. Горячий раствор через патрубок 10 поступает в сосуд //, где смешивается с циркулирующим маточным раствором, и передается далее в охладительный теплообменник 2, выполненный в виде трубы с водяной рубашкой. Раствор циркулирует через теплообменник, работающий по принципу эрлифта; в него через штуцер 1 подается холодный воздух, который одновременно ускоряет процесс кристаллизации.
Образовавшиеся кристаллы вместе с маточным раствором поступают в классификатор 7, снабженный перегородкой 5, для успокоения жидкости. Наиболее крупные кристаллы выгружаются из классификатора шнеком 6, перемещающим их вдоль корыта к разгрузочной воронке 8\ маточный раствор вместе с мелкими кристаллами через трубу 9 сливается в сосуд 11. Избыток маточного раствора отводится из сосуда 11 через штуцер 4.
Наличие большого количества кристаллов в циркулирующем растворе, а также интенсивное его перемешивание барботирую-щим воздухом уменьшают вероятность образования инкрустаций на теплопередающей поверхности. Если все же с течением времени на ней образуется корочка соли, то ее можно удалить, направив в рубашку теплообменника через штуцер 3 пар для прогрева стенок и растворения осадка соли.
Так как шнек выгружает густую кристаллическую пульпу, содержащую к тому же относительно однородный по размеру продукт, то это существенно облегчает работу центрифуги.
К недостаткам аппарата следует отнести его громоздкость, а также отмеченное выше быстрое образование инкрустаций на штуцере, через который подается воздух.
Кристаллизатор с охлаждаемой мешалкой (рис. 90) представляет собой горизонтально расположенный цилиндр 1, внутри которого медленно вращается мешалка 2, выполненная в виде змеевика, охлаждаемого водой. К валу мешалки прикрепляются также лопасти 3, способствующие размешиванию раствора и одновременно выполняющие роль скребков.
Иногда мешалки изготовляют и в виде параллельного пучка труб или полых дисков, охлаждаемых изнутри водой. 193
Вода
Рис. 90. Кристаллизатор с охлаждаемой мешалкой:
1 — цилиндрический корпус; 2—ыешалка-зыеевик; 3—скребки.
