Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Лебедев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
/ — корпус аппарата; 2 —циркуляционная
труба; 3 — пропеллерная мешалка; 4— штуцер для подачи раствора; 5— переливная труба; 6— насос.
1, 3—циркуляционные трубы; 2—циркуляционный насос; 4 — переливная труба; 5— насос.
циркуляционная труба 2 и пропеллерная мешалка 3. Горячий раствор, поступая через штуцер 4, смешивается с циркулирующим маточным. Образовавшиеся кристаллы в виде суспензии отводятся по переливной трубе 5 в насос 6, который транспортирует их на последующую переработку. Продолжительность работы аппарата между промывками колеблется от двух до четырех недель.
Аппараты этого типа часто объединяют в многокорпусную установку.
Кристаллизатор с циркуляционным насосом изображен на рис. 102. Горячий раствор поступает во всасывающую линию 1 насоса 2, где сразу смешивается с большим количеством циркулирующего маточного раствора и по трубе 3 подается в кристаллизатор. Суспензия из сепаратора сливается по трубе 4 и насосом 5 подается на центрифугу.
Гидравлическое сопротивление контура кристаллизатора обычно невелико (не выше 1,0—1,5 мм), поэтому следует пользоваться низконапорными пропеллерными насосами, имеющими большую производительность при сравнительно небольшой потребляемой мощности. Применение насоса вместо быстроходной мешалки для создания циркуляции более целесообразно, поскольку при этом можно обеспечить лучшую герметичность кристаллизатора и, следовательно, работать при более глубоком вакууме. Полная герметичность аппарата может быть достигнута при установке насоса на барометрической высоте, когда давление с обеих сторон его сальника равняется атмосферному.
Для осуществления многоступенчатой кристаллизации эти кристаллизаторы также объединяют в батарею из нескольких аппаратов.
Кристаллизатор с мешалкой и сгущением суспензии. Для получения крупнокристаллического продукта в циркуляционных вакуум-кристаллизаторах осуществляют искусственное сгущение суспензии и удаление наиболее мелких кристаллов путем отвода части маточного раствора через специальный осветлитель [61—63].
Схематично такой аппарат представлен на рис. 103. Он состоит из корпуса 2, сепаратора 1, пропеллерной мешалки 4 и 212 циркуляционной трубы 5. Отличительной его особенностью яв-
Суспензия
Рис. 103. Вакуум-кристал-лизатор с мешалкой и сгущением суспензии:
1 — сепаратор; 2— корпус аппарата; 3— цилиндрическая перегородка; 4 — пропеллерная мешалка; 5— циркуляционная труба; 6, 7 — штуцеры для входа и выхода раствора; ? —штуцер для отвода маточного раствора.
ляется наличие в корпусе цилиндрической перегородки 3. Горячий раствор по штуцеру 7 под водится к трубе 5, где смешивается с циркулирующим маточным раствором. Суспензия отводится из аппарата через патрубок 6.
При выходе суспензии из циркуляционной трубы и движении ее вниз кристаллы классифицируются: наиболее крупные отводятся через штуцер 6, кристаллы средних размеров вновь засасываются в циркуляционную трубу и, многократно проходя через зону пересыщения, увеличивают свои размеры, мелкие же кристаллы удаляются с маточным раствором через кольцевое пространство между перегородкой 3 и корпусом кристаллизатора 2 по штуцеру 8.
Повышение концентрации кристаллов в суспензии (при постоянной производительности кристаллизатора по соли) соответствует увеличению времени их пребывания в аппарате, т. е. времени их роста. Эти кристаллизаторы позволяют проводить процесс при более высоком пересыщении (а следовательно, и при более высокой скорости роста кристаллов), так как наличие сильно развитой кристаллической поверхности способствует более быстрому снятию этого пересыщения, а образующийся избыток мелочи отводится из аппарата с маточным раствором.
Наличие же развитой кристаллической поверхности в аппарате уменьшает вероятность образования инкрустаций; продолжительность работы кристаллизатора между промывками может составлять от одного месяца и более. Увеличение концентрации кристаллов в суспензии целесообразно лишь до определенного предела (20—30 масс. %). после чего возрастает механическое истирание кристаллов, для уменьшения которого скорость движения суспензии в трубе 5 не должна превышать 1,0—1,5 м/сек.
Аппараты с отводом мелочи позволяют получать кристаллы правильной формы размером 0,65—0,80 мм.
Кристаллизатор с мешалкой и классифицирующей выгрузкой кристаллов (рис. 104) является небольшим видоизменением предыдущей конструкции. Наличие удлиненного спускного патрубка, в который снизу с определенной скоростью подается часть осветленного маточного раствора, позволяет получать более однородный по размеру продукт.
Ниже приводится несколько конструкций циркуляционных вакуум-кристаллизаторов, разработанных нами и внедренных в промышленность. Отличительной особенностью этих кристаллизаторов является наличие циркуляционной трубы по всей высоте аппарата.
Кристаллизатор с естественной циркуляцией раствора (рис. 105) является наиболее простым аппаратом этого типа [15, 64, 65]. Он состоит из корпуса 4, циркуляционной трубы 5, сепаратора 1 и гидрозатвора с мешалкой 8. Сверху над центральной трубой расположен отбойник 3 для гашения кинетической
